1、模具作為重要的生產(chǎn)裝備及工藝發(fā)展方向,在現(xiàn)代工業(yè)的規(guī)模生產(chǎn)中日益發(fā)揮著重大作用,被譽為“金鑰匙”、“制造業(yè)之母”等。而在我國,目前對于模具材料摩擦磨損性能的研究還不是很深入,特別是關(guān)于模具材料內(nèi)在的磨損機理以及磨損機理之間轉(zhuǎn)變情況的研究還尚不成熟,導(dǎo)致針對模具材料磨損的預(yù)測不太準(zhǔn)確。我國熱鍛模具的平均壽命大約為3000-5000件,與國際先進水平相比尚有較大差距,由此造成人力物力的嚴重浪費及經(jīng)濟效益的極大損失。而磨損是影響模具壽命的決定

2、性因素,尤其在高溫成形過程中模具因磨損而失效的情況超過70％。因此,研究如何減少模具的磨損從而提高熱鍛模具的壽命,具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本文首先采用磨損試驗的方法研究了兩種具有代表性的模具材料的摩擦磨損性能,了解造成模具材料磨損的主要影響因素及其作用規(guī)律并提出相應(yīng)的減摩、抗磨措施;其次借助先進的掃描電子顯微鏡(SEM)觀察磨面及磨屑上的典型磨損特征,根據(jù)觀察到的磨損特征判斷磨損過程中主要的磨損機理同時提出一種新的磨損計算模型,

3、從而能夠更為準(zhǔn)確地計算模具的磨損;然后以輪轂鍛模為研究對象應(yīng)用所提出的新磨損計算模型,結(jié)合有限元分析、磨損試驗、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和SQP算法,對輪轂鍛模上模芯的形狀進行優(yōu)化設(shè)計,使上模芯的磨損量更均勻而且更小,從而提高輪轂鍛模的壽命;最后通過在HSR-2M型往復(fù)摩擦磨損試驗機上進行磨損試驗來驗證所提出的新磨損計算模型的精度和上模芯形狀優(yōu)化的有效性。研究結(jié)果表明,H13鋼在高速高載的工況條件下會出現(xiàn)劇烈磨損,而堆焊模具鋼的劇烈磨損區(qū)在低速高載

4、階段。因此,在實際生產(chǎn)過程中可以通過對模具型腔的形狀進行優(yōu)化從而改變型腔處的接觸條件(工況條件),最終改善模具劇烈磨損部位的磨損狀況;常用模具材料磨損時主要的磨損機理為粘著磨損、磨粒磨損和氧化磨損;新磨損計算模型計算得的磨損深度值與試驗時測得的磨損值具有良好的一致性,并且優(yōu)化之后上模芯的等磨損值比優(yōu)化前減少了38.9％,最大磨損值降低了12.5％。因此,新磨損計算模型具有良好的精度,上模芯形狀的優(yōu)化設(shè)計是有效的,可以很好的指導(dǎo)實際生產(chǎn)。