【摘要】：為了降低超高強鋼板在熱沖壓過程中的減薄率,以車輪側(cè)蓋為研究對象,設(shè)計了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、尺寸對減薄率的影響,基于模擬結(jié)果,進行了預(yù)成形件熱沖壓實驗。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的圓拱形儲料結(jié)構(gòu)且切角時,材料減薄率最小,為11.67%,壁厚均勻性較好。實際熱沖壓實驗結(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，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］。呂萌萌提出對超高強鋼板直接冷沖壓出成形件，再加熱進行熱沖壓，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)對減薄率的影響。對復(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的工藝參數(shù)對成形性的影響，對預(yù)成形件的形狀、尺寸對減薄率的影響研究較少。本文以車輪側(cè)蓋零件為研究對象，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，對其力學(xué)性能要求較高，以超高強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。針對車輪側(cè)蓋的結(jié)構(gòu)特點，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)成形對減薄率的影響，依據(jù)模擬結(jié)果，對車輪側(cè)蓋進行了實際熱沖壓實驗，獲得較滿意的實驗結(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)計零件板料厚度為2.4mm，最大直徑為Ф270mm。首先對零件進行工藝補充，確定拉深件，如圖2所示，對拉深件進行坯料展開，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到33.5%。為了實現(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)計預(yù)成形件時需要考慮沖壓時成形部分的材料能夠充分流動成形，材料得到及時補充。所以

強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。針對車輪側(cè)蓋的結(jié)構(gòu)特點，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)成形對減薄率的影響，依據(jù)模擬結(jié)果，對車輪側(cè)蓋進行了實際熱沖壓實驗，獲得較滿意的實驗結(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)計零件板料厚度為2.4mm，最大直徑為Ф270mm。首先對零件進行工藝補充，確定拉深件，如圖2所示，對拉深件進行坯料展開，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到33.5%。為了實現(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)計預(yù)成形件時需要考慮沖壓時成形部分的材料能夠充分流動成形，材料得到及時補充。所以，預(yù)成形件的形狀設(shè)計主要依據(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)計依據(jù)，設(shè)計出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)計為19.8mm，這樣的結(jié)構(gòu)能夠充分儲料，利于拉深時材料的流動、補充，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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10 Marc Fleckenstein,Helmut Reuter,雷家

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