【摘要】：為了降低超高強(qiáng)鋼板在熱沖壓過程中的減薄率,以車輪側(cè)蓋為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)了4種預(yù)成形件結(jié)構(gòu)方案,通過有限元模擬分析預(yù)成形件形狀、尺寸對(duì)減薄率的影響,基于模擬結(jié)果,進(jìn)行了預(yù)成形件熱沖壓實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:熱沖壓件的顯微組織為板條馬氏體,顯微硬度達(dá)到460 HV以上;零件球窩處材料減薄率最大,預(yù)成形有利于降低材料減薄率;預(yù)成形件儲(chǔ)料面積越大,熱沖壓件材料減薄率越小;預(yù)成形件為深度為22.8 mm的圓拱形儲(chǔ)料結(jié)構(gòu)且切角時(shí),材料減薄率最小,為11.67%,壁厚均勻性較好。實(shí)際熱沖壓實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果基本一致。
【圖文】：

男諧淘醬螅嗨辶顯詰?步熱沖壓時(shí)，熱量散失越小，材料的塑性越好，等效應(yīng)變越小，板料厚度變化越�。�8］。呂萌萌提出對(duì)超高強(qiáng)鋼板直接冷沖壓出成形件，再加熱進(jìn)行熱沖壓，結(jié)果表明，間接熱沖壓件精度比直接冷沖壓件的精度高［9］。綜合以上研究現(xiàn)狀可知，目前對(duì)復(fù)雜汽車熱沖壓件減薄率的研究主要集中在工藝參數(shù)對(duì)減薄率的影響。對(duì)復(fù)雜汽車熱沖壓件預(yù)成形的研究，關(guān)注于預(yù)成形的行程以及熱沖壓時(shí)的工藝參數(shù)對(duì)成形性的影響，對(duì)預(yù)成形件的形狀、尺寸對(duì)減薄率的影響研究較少。本文以車輪側(cè)蓋零件為研究對(duì)象，如圖1所示，車輪側(cè)蓋為結(jié)構(gòu)件，需要承受靜壓力和沖擊載荷作用，對(duì)其力學(xué)性能要求較高，以超高強(qiáng)鋼為其材料能夠很好滿足其力學(xué)性能要求。然而該零件形狀復(fù)雜，特別是零件中部有凹球，需要在拉深時(shí)反向成形，容易造成零件過分減薄，從而影響制件的綜合使用性能。針對(duì)車輪側(cè)蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，首先采用有限元方法模擬不同預(yù)成形件形狀的冷成形、熱沖壓過程，分析預(yù)成形對(duì)減薄率的影響，依據(jù)模擬結(jié)果，對(duì)車輪側(cè)蓋進(jìn)行了實(shí)際熱沖壓實(shí)驗(yàn)，獲得較滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖1零件圖Fig.1Part1預(yù)成形方案及有限元模擬1.1預(yù)成形件方案設(shè)計(jì)零件板料厚度為2.4mm，最大直徑為Ф270mm。首先對(duì)零件進(jìn)行工藝補(bǔ)充，確定拉深件，如圖2所示，對(duì)拉深件進(jìn)行坯料展開，初步確定毛坯為矩形，面積為62136mm2，毛坯尺寸為295mm×295mm的矩形，再進(jìn)行下料，冷沖壓出預(yù)成形件形狀，最后熱沖壓出沖壓件形狀。圖2拉深件Fig.2Drawingpart直接熱沖壓，板料的最大減薄率達(dá)到33.5%。為了實(shí)現(xiàn)熱沖壓件的成形，特別是要保證沖壓件中部凹球部分的成形精度，設(shè)計(jì)預(yù)成形件時(shí)需要考慮沖壓時(shí)成形部分的材料能夠充分流動(dòng)成形，材料得到及時(shí)補(bǔ)充。所以

強(qiáng)鋼為其材料能夠很好滿足其力學(xué)性能要求。然而該零件形狀復(fù)雜，特別是零件中部有凹球，需要在拉深時(shí)反向成形，容易造成零件過分減薄，從而影響制件的綜合使用性能。針對(duì)車輪側(cè)蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，首先采用有限元方法模擬不同預(yù)成形件形狀的冷成形、熱沖壓過程，分析預(yù)成形對(duì)減薄率的影響，依據(jù)模擬結(jié)果，對(duì)車輪側(cè)蓋進(jìn)行了實(shí)際熱沖壓實(shí)驗(yàn)，獲得較滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖1零件圖Fig.1Part1預(yù)成形方案及有限元模擬1.1預(yù)成形件方案設(shè)計(jì)零件板料厚度為2.4mm，最大直徑為Ф270mm。首先對(duì)零件進(jìn)行工藝補(bǔ)充，確定拉深件，如圖2所示，對(duì)拉深件進(jìn)行坯料展開，初步確定毛坯為矩形，面積為62136mm2，毛坯尺寸為295mm×295mm的矩形，再進(jìn)行下料，冷沖壓出預(yù)成形件形狀，最后熱沖壓出沖壓件形狀。圖2拉深件Fig.2Drawingpart直接熱沖壓，板料的最大減薄率達(dá)到33.5%。為了實(shí)現(xiàn)熱沖壓件的成形，特別是要保證沖壓件中部凹球部分的成形精度，設(shè)計(jì)預(yù)成形件時(shí)需要考慮沖壓時(shí)成形部分的材料能夠充分流動(dòng)成形，材料得到及時(shí)補(bǔ)充。所以，預(yù)成形件的形狀設(shè)計(jì)主要依據(jù)沖壓件成形部分的形狀、尺寸。以沖壓件拉深成形部分的形狀為參考設(shè)計(jì)依據(jù)，設(shè)計(jì)出4種不同的預(yù)成形件。第1種預(yù)成形件結(jié)構(gòu)為與零件等深度，設(shè)計(jì)過程如圖3所示，，預(yù)成形件外形為邊長295mm的正方形，拉深部分深度為27.4mm，與零件深度相等。第2種預(yù)成形件為低于零件深度的圓拱形儲(chǔ)料結(jié)構(gòu)，利用等面積法即毛坯表面等于預(yù)成形件表面積的方法，預(yù)成形件深度設(shè)計(jì)為19.8mm，這樣的結(jié)構(gòu)能夠充分儲(chǔ)料，利于拉深時(shí)材料的流動(dòng)、補(bǔ)充，如圖4所示。第3種預(yù)成形件為低于零件深度且深度為19.5mm的圓拱形儲(chǔ)料結(jié)構(gòu)并且坯料切角，切去的角為等腰直角三角形，斜邊為80mm，如圖5所示。第4種預(yù)成形件

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1 趙新海,趙國群,王廣春;金屬體積成形預(yù)成形設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J];塑性工程學(xué)報(bào);2000年03期

2 沈曉輝,安濤,閆軍,章靜,李翔,張磊;840車輪預(yù)成形過程的有限元分析[J];鋼鐵研究學(xué)報(bào);2005年01期

3 亢戰(zhàn);趙紅兵;顧元憲;;金屬預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計(jì)及凝聚函數(shù)方法[J];工程力學(xué);2006年10期

4 汪磊;王以利;金超;宋連斌;;叉頭一模兩件預(yù)成形過程的數(shù)值模擬分析[J];浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào);2009年03期

5 羅仁平,彭穎紅,張永清;基于數(shù)值模擬的鍛造預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);1999年05期

6 高秀倫,席耀忠;生料預(yù)成形技術(shù)簡介[J];水泥工程;1999年01期

7 邵勇;陸彬;任發(fā)才;陳軍;;基于變形均勻的葉片鍛造預(yù)成形拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2014年03期

8 許章澤,李勝祗,閻軍,孫中建,李小宇,安濤,李翔;火車車輪預(yù)成形過程的有限元分析[J];重型機(jī)械;2002年06期

9 趙新海,趙國群,王廣春,王同海;鍛造預(yù)成形多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2002年04期

10 Marc Fleckenstein,Helmut Reuter,雷家

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