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摘要:冷挤压工艺设计的优化需要几个过程变量以获得无缺陷的产品，不同目标的达成，如成形载荷或变形的均匀性最小化，要求很高。不过，挤压工艺等几个方面都必须考虑，需要一个合适的优化的工艺参数和特定的模具形状。在本文中，刀具寿命一直被认为与设置一个有效的模具设计过程相同是最相关的目标。这是因为威尔知道模具疲劳开裂的主要原因是模具冷挤压破坏和疲劳裂，和应力/应变在最高负荷区分布有关；因此，该方法的目的是为了研究，通过统计技术，功能连接在模具本身的模具型面和径向应力分布。通过这种方式，设计最适合的模具形状能保证在试样模具界面应力峰值的最小化和几乎均匀的压力分布。41562
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1.简介
冷挤压是一种最重要的扩散成型过程，它的目的是产生一个高的尺寸精度的组件。
发表于：E. kuljanic（主编）先进制造系统和技术，
CISM课程与讲座406号，施普林格出版社，文也纳纽约，1999。
由于该工艺的特点是刀具和工件在非常高的压力作用下，接口和材料都经历了大应变，毋庸置疑需要一个有效的工艺设计：特别是工艺设计人员必须选择最合适的工具材料、几何结构、润滑和材料性能的组合来保证操作成功。
就工具而言，冷挤压模具疲劳开裂故障是最重要的原因。一般使用寿命相比于磨损更多受到疲劳开裂约束。另一方面，通过工具元件的使用时间的增加，也可以取得一个很明显的经济效益：事实上，经过计算，模具成本占了总制造成本的5%到30%之间。其实在刀具寿命初步估计最大的问题是即使是同一刀具几何参数、材料及施工，刀具本身的离散性也会很大。
为证明上述观点进行了大量的研究工作，旨在为使用寿命预测定义有效的方法：兰格等人提出了一种估计过程和模具设计阶段寿命疲劳分析的概念；汉斯等人利用有限元数值模拟跟踪冷挤压模具的疲劳裂纹生长；恩格尔提出的统计方法，假设有效的分布与参考既锻造载荷以及模具强度。论文网
值得指出的是，在冷挤压模具寿命是从根本上受沿模具的托边分布的压力影响：在最常见的情况下，锥形模具，裂纹萌生一般位于在过渡圆角半径的托边处，在那里产生压力的峰值。kocanda提供AISI M2高速钢的室温和高温应变寿命数据：他指出，循环的次数（即锻造零件的数量）导致裂纹萌生的总径向应变振幅的模，与压力峰值在过渡半径密切相关。Osakada表明成型压力和寿命之间的有趣关系：冷成型钢可以在没有塑性变形的压缩试验文持约3000 MPa，但如果是反复应用的话刀具的寿命就会变得很短。
实际上，沿模具的托边上的压力分布强烈影响的模具的几何形状。近年来，一些研究人员提出了不同的方法，旨在达到优化模具形状的目标：库西雅克和汤普森研究了三种不同的优化技术，即一个直接搜索和两个梯度方法，以确定最佳的模具形状设计能够减少总的压力；。约翰和Hwang假设挤压构件的应变分布的均匀性和应用为目的，他们用通过挤压的多孔型设计方法；最后Chung和Hwang利用一个集成的方法，遗传算法和有限元模拟的确定最佳模具形状，同时考虑到冲头负荷最小化和有效应变变化最小。
最近，作者提出了一种新的方法，基于数值模拟和统计工具的集成的冷成形过程的优化设计：其基本思想是确定工艺指标与工艺参数之间的关系。 这种方法已被成功地应用于一对夫妇的封闭式模锻工艺的预成形设计，因为它已被允许以确定最佳的预制坯形状，能够确保完成填充的精加工模腔。
在本文中，作者采用了类似的方法，冷挤压：根据上述考虑，实现一个合适的“顺利”的压力分布沿模具的托边，避免任何压力峰值，已经确定要满足这些条件被认为是最重要的目标和最佳的模具形状。