發(fā)布時(shí)間：2020-04-29 09:10

【摘要】：汽車新車型研發(fā)以及汽車輕量化發(fā)展需要相應(yīng)的技術(shù)更新,模具則是實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)更新的硬件支持。模具最主要的失效形式是磨損,模具磨損實(shí)驗(yàn)研究周期長(zhǎng),結(jié)合CAE技術(shù)可以提高研究效率,更好地總結(jié)規(guī)律,現(xiàn)階段關(guān)于沖壓模具的CAE研究大部分是圍繞擠壓、鍛壓等工藝展開(kāi)的,相對(duì)來(lái)說(shuō)對(duì)于沖裁過(guò)程的研究則不多。為提高資源的利用效率,再制造技術(shù)逐漸成為延長(zhǎng)模具壽命的有效手段,目前對(duì)于模具修復(fù)時(shí)機(jī)的選擇還沒(méi)有一個(gè)確定方法,一般都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或模具失效后進(jìn)行修復(fù),修復(fù)效果參差不齊。本文介紹了模具失效形式及影響因素,利用Deform-3D仿真模擬軟件,基于Archard磨損模型以及CockcroftLatham斷裂準(zhǔn)則,對(duì)制件的沖裁過(guò)程進(jìn)行仿真分析,得到板料沖裁過(guò)程中應(yīng)力、載荷及模具磨損量、最大磨損速率等數(shù)據(jù),并進(jìn)行分析。在單一變量的原則下,對(duì)沖裁過(guò)程進(jìn)行仿真模擬,研究沖裁速度、熱處理硬度、表面潤(rùn)滑條件對(duì)磨損量的影響規(guī)律,使用SPSS數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析并進(jìn)行正交試驗(yàn),得到幾種因素共同影響下減少磨損量的最優(yōu)組合,對(duì)優(yōu)化后的組合再次進(jìn)行仿真,結(jié)果表明沖裁模具的磨損量有效的降低了20.8%。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中模具的磨損情況,對(duì)模具的磨損過(guò)程進(jìn)行疊加的仿真模擬,擬合出了關(guān)于模具磨損與壽命間的線性回歸方程,并根據(jù)方程預(yù)測(cè)出模具的壽命,聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn),對(duì)模具壽命的預(yù)測(cè)較為準(zhǔn)確;分析在模具在生產(chǎn)中,磨損失效與疲勞失效對(duì)于模具壽命影響,運(yùn)用Ansys Workbench中的疲勞分析模塊對(duì)模具進(jìn)行疲勞分析,預(yù)測(cè)出模具的疲勞壽命,對(duì)比發(fā)現(xiàn)磨損對(duì)于模具的壽命的影響要略大。結(jié)合再制造中心的研究,對(duì)使用Ni60B涂層修復(fù)后模具的磨損情況仿真模擬,結(jié)果表明,在Ni60B中添加WC與Co可以有效的降低修復(fù)后模具的磨損,與實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相符,體現(xiàn)了CAE在再制造中的運(yùn)用是可行的;改變涂層厚度對(duì)沖裁過(guò)程仿真,結(jié)果表面涂層厚度與修復(fù)后模具磨損量間沒(méi)有太過(guò)明顯地線性關(guān)系,具體聯(lián)系較為復(fù)雜;選擇不同修復(fù)時(shí)機(jī),對(duì)修復(fù)后的模具進(jìn)行疊加的沖裁模擬,結(jié)合磨損積累法進(jìn)行分析,結(jié)果表明在一定范圍內(nèi)選擇合適的模具修復(fù)時(shí)機(jī)能夠有效的降低修復(fù)后模具磨損量,延長(zhǎng)模具壽命,為CAE在再制造中的應(yīng)用提供了思路。
【圖文】：

中國(guó)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)局給出的調(diào)查數(shù)據(jù)表明，近些年，我國(guó)在模具方 1.8 萬(wàn)億元，而且還按照平均每年 17%的幅度快速增加，增長(zhǎng)了我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的平均增長(zhǎng)水平；在機(jī)械制造業(yè)中，特別造，都和模具息息相關(guān)，中國(guó)約有 2/5 的模具產(chǎn)品是直接用于的[1~2]。一直都是汽車制造業(yè)中最基本的設(shè)備，在汽車生產(chǎn)過(guò)程中，車制件都需要在模具的參與下完成制造，而在模具行業(yè)中，沖壓期短、便捷、節(jié)約原料、產(chǎn)品符合輕量化趨勢(shì)、具有較高剛度足大部分生產(chǎn)需要等優(yōu)點(diǎn)占據(jù)了大片的市場(chǎng)；例如生產(chǎn)一輛汽，沖壓模具就占了 67%[3]，，如在汽車的外形研發(fā)過(guò)程中，絕大車身的造型設(shè)計(jì)展開(kāi)的，汽車的外形制造則離不開(kāi)沖壓模具。社會(huì)環(huán)境下提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，研發(fā)更加有效更加節(jié)約成本的費(fèi)大量的資金與時(shí)間投入到模具的設(shè)計(jì)與制造中去。在整個(gè)汽，沖壓模具從最初的設(shè)計(jì)階段到優(yōu)化及研發(fā)階段再到企業(yè)的生的時(shí)間就占了 60%~70%，成為了主導(dǎo)新型汽車研發(fā)的重要因，汽車產(chǎn)值在逐漸增長(zhǎng)的同時(shí)也帶動(dòng)了汽車沖壓模具的發(fā)展。局?jǐn)?shù)據(jù)表明，近年來(lái)，全球汽車產(chǎn)量從 7770 萬(wàn)輛增長(zhǎng)至 906為 3.14%。

圖 1-2 我國(guó)模具行業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)量Fig.1-2 The growth of mold production in China.E 在沖壓模具中的應(yīng)用周知，沖壓成型的過(guò)程即材料的成形過(guò)程往往伴隨著瞬時(shí)的形狀、結(jié)構(gòu)等，而由于成形過(guò)程的短暫，無(wú)法直接進(jìn)行觀察。材料的成分、組織與性能處于最佳的狀態(tài)并且選擇正確的加工到最小或者將其轉(zhuǎn)移到可移除部分，才可以得到最符合要求的往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，這些部分都是很難去直接觀察瞬態(tài)變化的，這產(chǎn)品的生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)，需要對(duì)該產(chǎn)品相關(guān)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)有一定的掌品，則需要采用試錯(cuò)的方式來(lái)不斷調(diào)試以獲得最優(yōu)的生產(chǎn)工藝一些大型或者是成本較高的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，這樣的研發(fā)方式勢(shì)必會(huì)及更高昂的價(jià)格，甚至造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷成熟，CAE 技術(shù)也越來(lái)越多的應(yīng)用到工業(yè) CAE 技術(shù)可以對(duì)材料的成形過(guò)程進(jìn)行仿真模擬，利用計(jì)算機(jī)個(gè)過(guò)程中材料的溫度變化、形狀變化、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行觀察與控制得到所需的結(jié)果。通過(guò)對(duì)材料成型過(guò)程的仿真模擬，可以得到的一些缺陷，如斷裂起皺等，可以利用得到的仿真結(jié)果，對(duì)產(chǎn)
【學(xué)位授予單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG385.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2644408