熱成形技術(shù)在實(shí)現(xiàn)汽車輕量化和提高汽車安全性能方面均有顯著的效果。熱成形模具是熱成形技術(shù)的核心裝備,直接影響著模內(nèi)淬火時(shí)板料的冷卻效果和成形過程,從而決定產(chǎn)品的微觀組織和最終性能。要完成熱成形模具的設(shè)計(jì)需要對模內(nèi)淬火工藝過程進(jìn)行分析,并在此基礎(chǔ)上確定冷卻水道的設(shè)計(jì)方案和模具的整體結(jié)構(gòu)。因此,本文對熱成形技術(shù)的理論、工藝參數(shù)和模具設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了一系列研究:(1)以平板模具為研究對象,通過對模內(nèi)淬火工藝進(jìn)行理論分析建立了熱成形模具冷卻水道結(jié)構(gòu)參數(shù)的理論模型。采用MATLAB對理論模型進(jìn)行求解,得到各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)與冷卻水道數(shù)目的對應(yīng)關(guān)系。采用有限元方法對不同方案的冷卻效果進(jìn)行了對比,并通過連續(xù)模內(nèi)淬火實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該理論模型的正確性。(2)對影響模具冷卻效果的因素(冷卻水道的結(jié)構(gòu)參數(shù)、模內(nèi)淬火的工藝參數(shù)及冷卻水道的排布方式)進(jìn)行了研究。通過有限元分析完成了冷卻水道結(jié)構(gòu)參數(shù)與模具冷卻效果之間的規(guī)律研究,通過實(shí)驗(yàn)完成了淬火工藝參數(shù)與模具冷卻效果之間的規(guī)律研究,并對產(chǎn)生這些規(guī)律的原因進(jìn)行了解釋。(3)在前述的研究的基礎(chǔ)上以U形件的模具設(shè)計(jì)為例對熱成形模具設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究,包括工作零件的設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、基于有限元的方案對比分析及連續(xù)熱成形工藝仿真。并對設(shè)計(jì)結(jié)果的合理性進(jìn)行了驗(yàn)證,為熱成形模具的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。綜上所述,本文通過對平板模具淬火工藝過程分析建立了冷卻水道結(jié)構(gòu)參數(shù)D、H和w的理論模型,通過有限元方法獲得了冷卻水道結(jié)構(gòu)參數(shù)對模具冷卻效果的影響規(guī)律,通過實(shí)驗(yàn)方法獲得了淬火工藝參數(shù)對模具冷卻效果的影響規(guī)律,并根據(jù)前述研究成果完成了熱成形U形件模具的設(shè)計(jì)。為熱成形的理論、工藝及模具設(shè)計(jì)提供可靠的研究方法和依據(jù)。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U466
【部分圖文】：

熱成形的關(guān)鍵工藝過程是落料、奧氏體化、轉(zhuǎn)移、沖壓和淬火、后續(xù)處理，圖 1.1 熱成形工藝規(guī)程[10]Figure 1.1 The technical specification for thermal forming圖 1.2 熱成形過程中的多場耦合關(guān)系[11]Fig.1.2 The Couple relationship in hot stampingcomponentContact conditionHeat generationThermal expasionMechanical propertiesMech.propertiesVolume changeLatent heattransformationPhasetransformationPhaseTrans.plasticityThermalpropertiesFormingHeatTransferMicro-structure

圖 1.1 熱成形工藝規(guī)程[10]Figure 1.1 The technical specification for thermal formingng Austenitization Forming and quenchingin cooled diesTrimmingContact condition

二者的區(qū)別在于間接熱成形工藝在加熱前需要通過冷沖壓進(jìn)行預(yù)成形，而直接熱成形工序則不需要此工序。因此，相對直接熱成形工序而言，間接熱成形工序能夠適用于形狀更為復(fù)雜的熱沖壓產(chǎn)品同時(shí)生產(chǎn)的成本也會更高。直接熱沖壓工藝流程[12]如圖 1.3 所示，間接熱成形工藝流程[12]如圖 1.4 所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳辛波;杭鵬;王葉楓;;電動汽車輕量化技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];汽車工程師;2015年11期

2 訾凌君;黃軍波;陳楚;李曉;何毅;;B1500HS鋼加熱及空冷過程溫度場模擬研究[J];一重技術(shù);2015年05期

3 徐虹;楊秀臣;谷諍巍;李欣;張志強(qiáng);蘭博;;熱成形淬火過程模具/板料界面接觸熱阻的測量計(jì)算方法概述[J];鍛壓技術(shù);2015年05期

4 宋曉抗;展培培;肖善超;;熱沖壓模具冷卻管道設(shè)計(jì)計(jì)算[J];一重技術(shù);2015年02期

5 譚海林;賴春明;李文元;;高強(qiáng)度鋼板熱沖壓成形模具設(shè)計(jì)規(guī)范[J];模具制造;2015年03期

6 蔡麗娟;彭成允;劉其源;李小平;;冷卻通道對超高強(qiáng)度鋼熱成形過程溫度場的影響[J];重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué));2014年09期

7 曹淑芬;張立強(qiáng);郭鵬程;李落星;;22MnB5熱變形行為研究及本構(gòu)方程建立[J];中國機(jī)械工程;2014年09期

8 史棟勇;盈亮;胡平;申國哲;武文華;姜大鑫;;高強(qiáng)度鋼板熱成形三維溫度場數(shù)值模擬分析[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2014年04期

9 李輝平;賀連芳;趙國群;;硼鋼B1500HS界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與壓力關(guān)系的研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2013年16期

10 賀斌;盈亮;胡平;吳秀峰;王玉山;趙立信;;高強(qiáng)度鋼板熱沖壓水冷模具設(shè)計(jì)[J];鍛壓裝備與制造技術(shù);2012年06期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 楊偉龍;熱沖壓淬火關(guān)鍵工藝參數(shù)研究及溫度控制系統(tǒng)開發(fā)與試驗(yàn)[D];江蘇大學(xué);2017年

2 蔣在敏;高強(qiáng)鋼板B1500HS熱成形極限數(shù)值模擬研究及應(yīng)用[D];江蘇大學(xué);2016年

本文編號：2820505