轮胎模具钢片在冲压成形过程中,由于材料属性、冲压工艺条件以及加工环境等因素的影响,轮胎模具钢片成形后会出现破裂、起皱、回弹等缺陷问题。工艺缺陷的产生会对后续与花纹块的装配产生干扰,进而影响到轮胎花纹的硫化成型精度。本课题以平形轮胎模具钢片为研究对象,采用将理论分析与有限元模拟仿真相结合的方法,探索轮胎模具钢片在冲压成形过程中工艺参数对冲压成形质量的影响规律,分析其主要加工板材SS304不锈钢的材料性能,并建立轮胎模具钢片冲压模型,通过有限元模拟软件模拟,分析不同模具间隙、摩擦系数、压边力以及冲压速度下的轮胎模具钢片成形质量规律,预测成形缺陷,优化工艺参数。论文主要工作包括以下几个方面:(1)介绍轮胎模具钢片在轮胎硫化成型中的重要作用,并对其在冲压成形过程中的工艺缺陷及缺陷产生机理进行归纳总结,比较系统的介绍了有限元冲压成形理论,包括材料模型、接触摩擦以及求解算法等。(2)利用电感耦合等离子体质谱仪ICP-MS和Instron型材料试验机获得SS304不锈钢的主要材料性能参数。阐述轮胎花纹种类和工艺要求,分析轮胎模具钢片成形技术及工艺流程。(3)建立平形轮胎模具钢片模型,确定成形极限图和最大减薄率为冲压成形质量的主要判断方式,运用有限元软件模拟得到的应力应变分布云图分析应力应变变化,并得到在不同模具间隙、摩擦系数、压边力以及冲压速度下的轮胎模具钢片成形质量规律,结果表明:工艺参数对轮胎模具钢片冲压成形质量的影响是不同的,在其它工艺参数相同的情况下,随着冲压速度、压边力以及摩擦系数的增大,轮胎模具钢片会逐渐出现破裂工艺缺陷,最大减薄率也随着增大;而当模具间隙较小时,轮胎模具钢片成形时会出现破裂缺陷,最大减薄率增大,当模具间隙较大时,轮胎模具钢片边缘部位出现较为严重的起皱现象,最大减薄率减小。当压边力为20 k N、模具间隙为15%,冲压速度为3000 mm/s,摩擦系数为0.125时,轮胎模具钢片成形质量最佳。(4)结合冲压成形回弹力学机理和有限元模拟技术,分析不同的工艺参数对冲压成形回弹的影响规律,结果表明:轮胎模具钢片冲压成形回弹量与模具间隙、冲压速度成正比例关系,即模具间隙和冲压速度越大,轮胎模具钢片成形后的回弹量越大;与摩擦系数和压边力成反比例关系,即摩擦系数和压边力越大,所得轮胎模具钢片成形后回弹量越小。