在汽車工業(yè)不斷發(fā)展的今天,車身安全與油耗往往成為消費者選擇一款汽車的關(guān)鍵考察目標(biāo)。于是,這些需求成為了促使汽車研發(fā)單位與生產(chǎn)商開發(fā)強度更好、質(zhì)量更輕的車身的動力。隨著材料科學(xué)的進步,特別是各種合金材料不斷被開發(fā)出來,高強鋼材料與鋁合金材料成為了廠家的首選目標(biāo)。首當(dāng)其沖的就是高強鋼板材,由于其價格相較鋁合金更低,對于中小型的車企而言,能更有效的權(quán)衡成本與性能。于是,高強鋼零件被越來越多地使用在車身結(jié)構(gòu)上。這樣的趨勢使得沖壓工藝以及模具設(shè)計的重心從普板轉(zhuǎn)移到了高強鋼板上來,雖然隨著多年的發(fā)展,高強鋼板沖壓工藝水平得到了和大程度的提高,工藝技術(shù)越來越成熟,但當(dāng)前所采用的模具設(shè)計技術(shù)還是沿用的普板設(shè)計思路。高強鋼顧名思義是具有比一般鋼材強度更高的鋼鐵材料,因其具有更高的屈服、抗拉強度,使得在沖壓過程中產(chǎn)生了較普通材質(zhì)高處許多的成形力以及不確定性,這些性質(zhì)會導(dǎo)致模具自身有更大的結(jié)構(gòu)風(fēng)險。因此開發(fā)針對于高強鋼沖壓模具設(shè)計的方法變得非常重要,在未來的沖壓模具市場中能夠以更合適的研究出更合理的模具結(jié)構(gòu)成為了模具供應(yīng)商的開發(fā)重點。本文以兩種不同類型的高強鋼梁件的沖壓凸模為研究對象,在驗證了零件沖壓工藝的合理性的基礎(chǔ)上,通過對模具結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析,結(jié)合結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化技術(shù),對凸模的結(jié)構(gòu)進行重構(gòu)設(shè)計,優(yōu)化后的模具都實現(xiàn)了一定程度的減重,同時均提高了自身的剛性。并且優(yōu)化后的模型通過了高頻次沖壓載荷下的疲勞驗證,證明優(yōu)化結(jié)構(gòu)的合理性以及優(yōu)化方法的可行性。在高強鋼梁件沖壓凸模的優(yōu)化結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,結(jié)合了板件自身以及沖壓工藝的特點,指出了這類狹長形的沖壓凸模在優(yōu)化設(shè)計時應(yīng)當(dāng)有針對性的決定結(jié)構(gòu)加強的方向,得到了針對這類零件沖壓凸模的全新設(shè)計思路。這些優(yōu)化設(shè)計的思路與方法將能夠在一定程度上對高強剛沖壓模具在工程應(yīng)用的設(shè)計中起指導(dǎo)作用。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG385;U466
【部分圖文】：

１．３．３模具結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化??當(dāng)前在模具廠所生產(chǎn)制造的拉延沖壓模具，里面基本上均采用了由多個柵格??組成的方式，來作為承載部分，如圖１．３所示［２３］。正如前文所提到的，模具開發(fā)??人員在開發(fā)模具的過程之中，一般都要依據(jù)以前總結(jié)下來的規(guī)律，并通過經(jīng)驗判??斷模具是否合格，由于之前我們己經(jīng)詳盡細述的原因，想要將高強度鋼板用來作??為沖壓工序的原材料，傳統(tǒng)方法是否適應(yīng)新技術(shù)還未知。再加上能源緊缺和鋼鐵??價格不斷上漲的局勢，如何改進目前的模具，減少其相關(guān)的各項開銷，是制造業(yè)??目前緊迫的任務(wù)。??丨氣＾＾?———?＿?農(nóng)農(nóng)????一．ｍｍ．、＇??？３＿畫？震！??議＇１＿覧＿＿［??丨；??圖１．２傳統(tǒng)的“柵格式”結(jié)構(gòu)??拓撲優(yōu)化對減少產(chǎn)品零部件重量，以及降低產(chǎn)品復(fù)雜程度，都有著非常明顯??的效果。因此，我們在綜合進行沖壓模的組成作用開發(fā)分析時，為了達到模具減??重的目的，應(yīng)用拓撲優(yōu)化技術(shù)，應(yīng)該能夠取得比較理想的結(jié)果。當(dāng)前，在實際生??產(chǎn)中

工程碩士學(xué)位論文??梁件自身有著很高的強度，因此在生產(chǎn)簡單成形工藝的模具，會使用鍛鋼材料作??為模具的工具部分，模具自身強度有很強的保障。如圖１．５是某車身中的“幾”??字形橫梁及其沖壓工藝和模具示意圖［２６］。??．擎織??ＯｆＭＯ（落鈄沖ｆＬ〗?〇Ｐ２（Ｈ?Ｈ．Ｕｌ?＊?成形）??圖１．４幾字形橫梁沖壓工藝及模具圖??本文研宄對象選取的兩組梁件，由于零件自身的特點，在考慮設(shè)計沖壓工藝??時，使用簡單的成形方案不足以保證零件質(zhì)量，因此必須在設(shè)計工藝時，對重要??成形部位采用拉延工藝進行成形。工程應(yīng)用上，常常在設(shè)計高強鋼沖壓模具時，??會在凹模以及壓邊圈等重要磨損部位使用強度非常高的鍛件鑲塊，但對沖壓凸模??來說，本身作為沖壓過程中應(yīng)力最為集中的部位，是最容易出現(xiàn)模具破裂失效情??況的，而工程上通常只是對它進行加厚處理。??因為這類零件通常較為狹長，因此該類零件的拉延模具，特別是凸模的設(shè)計??成為了整個模具設(shè)計的關(guān)鍵。同時這類零件在整個車身零件中占有不小的比例

工程碩士學(xué)位論文??歲觀綠藏：知■、．章纖，滿ｊｇ；蠢??圖３．?１后縱梁加強板零件圖??一轉(zhuǎn)＞．??圖３．?２后縱梁加強板成形方案閉合過程示意圖??由上圖可清晰看出，若使用壓料成形方案，在閉合時就己經(jīng)出現(xiàn)板件嚴重的??起皺現(xiàn)象，因此需要采用拉延方案處理。??然而由于零件的特殊性，零件采用拉延將零件整體全部用拉延成形出有很大??的難度，同時也會使材料利用率降低，因此采用整體拉延成形（部分側(cè)壁展開在??壓料面上），局部通過后續(xù)整形的方案，既能保證零件成形性，也能提高零件的材??料利用率。零件成形工序方案應(yīng)當(dāng)是拉延一修邊一整形（沖孔工序?qū)α慵尚螣o??影響因此沒有考慮）。下列圖示為三個主要工序的型面示意圖。??＿＿，誦圓畫畫＿??圖３．?３后縱梁加強板拉延型面示意圖??２１??
【參考文獻】

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本文編號：2878786