精冲是一种先进的精密加工工艺,不仅加工出的零件断面光洁、质量高,而且具有高效、低耗、优质等特点,已广泛应用于工业生产中。复合精冲是精冲工艺的一个新领域,能够一次冲裁出形状复杂的三维零件。但是复合精冲在冲制厚度较大的材料时,模具寿命通常较低;另一方面,冲切断面质量、尺寸与形位精度也经常达不到要求。这就影响了该工艺的推广及应用。为了准确找出这些问题出现的原因,需要对复合精冲过程进行有限元数值模拟分析。本课题的研究对象是国内某精冲公司生产的一种棘轮精冲件以及加工它所使用的模具。该零件用于汽车座椅调角器,结构比较复杂,具有半冲孔、倒角以及三维齿形等特征。首先使用Solidworks 2006对模具和条料进行三维建模,然后将三维模型导入到Deform 3D软件中,对精冲过程进行动态模拟,得到零件成型的动画、条料表面以及内部的等效应力应变分布情况以及主冲头上的载荷变化曲线等信息,从而科学地解决了主冲头同时作为落料凸模和挤压凹模工作时的复杂受力计算问题,也为评价零件质量和改进加工工艺提供了参考。接着使用Ansys Workbench 10.0软件的疲劳分析模块,对整副模具最关键的零件主冲头进行了安全性分析和寿命预测,不仅得到了比较合理的主冲头的等效应力和变形情况,更预测出了与生产实际非常接近的主冲头的寿命值,并进一步分析出了主冲头容易损坏的原因。最后,针对主冲头以及与其存在装配关系的压边圈零件容易出现的问题,提出了一个压边圈的结构优化方案。该方案是添加一个压边圈保护镶块,以避免它因与主冲头直接接触而被其磨坏。该方案目前得到了企业的好评和肯定,预计能有效地解决这些问题,并大幅降低生产成本。