级进模是一种高效、高速、高质、长寿的冲压模具,广泛应用于现代工业生产中。设计模具时,应力求模具压力中心和压力机滑块中心最大限度地保持一致,否则会产生偏心载荷使模具歪斜,间隙不均,从而加速压力机和模具导向部分及凸、凹模刃口的磨损。确定级进模压力中心位置的常用方法是:先由经验公式计算各工位最大冲压力,再求各冲压力合力作用点,该合力作用点即为模具压力中心。由于经验公式计算的最大冲压力存在两个问题:一是经验公式计算的是块料冲压时的冲压力,而级进模常用的是带料冲压,冲压时,带料其余部分对冲压部分作用有拖拽力,使得级进模冲压力大于单工序模冲压力;二是冲压力是随行程变化的,经验公式计算的是最大冲压力,不能反映冲压力的变化。所以,对于连续带料冲压,且各工位冲压时间不一样的级进模而言,经验公式计算的冲压力与真实冲压力不等,不能反映冲压力的变化,得到的压力中心位置也是不准确的,同样不能反映压力中心位置的变化。此外,冲压力计算是选择压力机的前奏,必须时刻保证冲压力曲线在压力机的压力曲线下方,即,在冲压行程中,冲压力必须小于压力机所能承受的压力。经验公式计算的冲压力作为选择压力机的依据并不合适。本文应用有限元技术模拟了冲压行程中冲压力和压力中心位置及其变化曲线,并优化了冲压力和压力中心位置,使得在冲压行程中,冲压力波动的幅值和频率减小,压力中心和压力机滑块中心更加接近,最终,延长了模具寿命。内容主要包括:(1)阐述了板料成形基本理论,研究了多步冲压有限元数值模拟关键技术,确定了基于级进模的多步冲压数值模拟方法。(2)详细介绍了绘图软件确定冲压力和压力中心位置的方法,对绘图软件确定模具压力中心方法中的偏移方向和间隙进行了研究。使用数值模拟得到了实冲压力曲线,从而动态地确定了压力中心的位置。(3)探讨了级进模冲压力和压力中心的优化方法,模拟了拉伸高度、工件形状、板料厚度、模具圆角半径对冲压力波动的影响,中心偏移优化法使得压力中心接近于机床滑块中心,延长了模具寿命。