【摘要】：針對傳統(tǒng)熱沖壓模具深孔對鉆冷卻系統(tǒng)冷卻不均的現(xiàn)象,基于熱沖壓過程的多場耦合傳熱理論,提出熱沖壓模具隨形冷卻系統(tǒng)設(shè)計方法。利用Star-ccm+軟件對熱沖壓冷卻淬火過程進(jìn)行熱流固耦合模擬。以自主研發(fā)的彩虹電動汽車B-柱模具鑲塊為研究對象,對傳統(tǒng)深孔對鉆和新提出多種隨形設(shè)計方案進(jìn)行了冷卻模擬分析。根據(jù)模擬結(jié)果,比較分析了不同冷卻方案的冷卻效果,并提出B柱模具鑲塊縱向隨形冷卻水道的優(yōu)化方案,分析了優(yōu)化前、后模面溫度場的變化。提出運用覆膜砂3D打印造型結(jié)合傳統(tǒng)鑄造工藝的方法,制造具有隨形冷卻水道的熱沖壓模具。通過對比五種方案發(fā)現(xiàn),采用縱向隨形設(shè)計的熱沖壓模具,與冷卻最差的平行隨形設(shè)計相比,模面最大溫度降低47.4%,模面平均溫度降低40.9%,模面溫度均勻性提高1.8%。根據(jù)縱向隨形水道設(shè)計流程,將水道形狀和位置參數(shù)R、H、r作為優(yōu)化參數(shù),模面溫度場作為優(yōu)化目標(biāo),對縱向隨形水道進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)果顯示,優(yōu)化后模面最大溫度下降了49.8%,模面平均溫度下降了46.8%,模面溫度標(biāo)準(zhǔn)偏差下降了67.5%,模面溫度均勻性提高了1.9%。因此,采用隨形冷卻的熱沖壓模具,有效地提高了生產(chǎn)加工效率和使用壽命,改善了熱沖壓件的平均強(qiáng)度和組織與力學(xué)性能的均勻性。
[Abstract]:Aiming at the phenomenon of uneven cooling of traditional deep hole cooling system of hot stamping die, based on the theory of multi-field coupling heat transfer in hot stamping process, the design method of cooling system of hot stamping die with shape is put forward. The thermal fluid-solid coupling simulation of hot stamping cooling and quenching process was carried out by using Star-ccm software. Taking the self-developed B- column die insert of Rainbow Electric vehicle as the research object, the cooling simulation analysis was carried out on the traditional deep hole drilling and several new conformal design schemes. According to the simulation results, the cooling effects of different cooling schemes are compared and analyzed, and the optimization scheme of the longitudinal cooling channel with the shape of the B column die insert is put forward, and the change of the temperature field of the back die surface before and after the optimization is analyzed. This paper presents a method of manufacturing hot stamping die with cooling channel by using film coated sand 3D printing molding combined with traditional casting technology. By comparing the five schemes, it is found that the maximum temperature of the die surface and the average temperature of the die surface are reduced by 47.4and 40.9 respectively, compared with the worst parallel die design. The temperature uniformity of die surface is increased by 1.8%. According to the design process of longitudinal waterway, the shape and position parameters of waterway Ry Hnr are taken as the optimization parameters, and the temperature field of the mold surface is taken as the optimization objective. The results show that the longitudinal conformable waterway is optimized. After optimization, the maximum temperature of the die surface decreased by 49.8%, the average temperature of the die surface decreased by 46.8%, the standard deviation of the mold surface temperature decreased by 67.5%, and the uniformity of the mold surface temperature increased by 1.9%. Therefore, the hot stamping die with shape cooling can effectively improve the production efficiency and service life, improve the average strength of hot stamping parts and the uniformity of microstructure and mechanical properties.
【作者單位】： 大連理工大學(xué)汽車工程學(xué)院;大連理工大學(xué)工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金重點(10932003)、國家自然科學(xué)基金(11102035)基金聯(lián)合資助項目 國家工信部04重大專項(2011ZX04001-021) 中國博士后科學(xué)基金(2014M561223) 中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金(DUT14ZD224)
【分類號】：TG305

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本文編號：2404160