本文關鍵詞：基于數(shù)值模擬的超高強度鋼溫熱沖裁研究

  更多相關文章： 超高強度鋼 溫熱沖裁 熱沖壓 數(shù)值模擬 22MnB5

【摘要】：超高強度鋼的熱沖壓成形技術是實現(xiàn)汽車輕量化，同時提高整車安全性的有效途徑，近年來得到了廣泛關注。然而由于熱成形淬火后零件表現(xiàn)出的高強度和硬度，使得后期的切邊、沖孔十分困難。傳統(tǒng)冷沖裁方式需要很大的加工載荷，而且容易造成模具磨損甚至過早失效。目前生產(chǎn)廠家多采用激光切割技術，但周期長，成本高，零件質(zhì)量差。 超高強度鋼的溫熱沖裁技術通過將沖裁過程復合于熱沖壓中進行，使板料在馬氏體形成之前，塑性好、硬度低的狀態(tài)下完成切邊、沖孔等工序，能夠在得到高質(zhì)量零件的同時，大大縮短加工周期，降低生產(chǎn)成本。目前，國內(nèi)外相關報道較少，本文將就此展開全面、深入的研究。 針對22MnB5的帽形件切邊工藝，利用DEFORM-3D軟件對復合于熱沖壓中的溫熱沖裁進行數(shù)值模擬。研究了板料沖裁階段剪切區(qū)應力、應變分布情況以及材料的流動規(guī)律，并分析了淬火階段板料溫度場變化及零件淬火前后尺寸及斷面質(zhì)量的變化。將溫熱沖裁和傳統(tǒng)冷沖裁進行了對比，結果表明，對于超高強度鋼，溫熱沖裁方式所用的沖裁力、沖裁功明顯小于傳統(tǒng)冷沖裁；得到的零件斷面特征區(qū)中圓角帶、光亮帶增大，斷裂帶、毛刺減小，整體光潔度提高；溫熱沖裁對模具磨損小，在其它條件相同的情況下，采用溫熱沖裁方式能提高模具壽命。溫熱沖裁件淬火過程中體積收縮造成了尺寸精度的降低，對此，文章建立了模具尺寸計算的修正公式。 以沖裁力能、沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具磨損四個方面為考察對象，研究了沖裁溫度、模具間隙、沖裁速度三個工藝參數(shù)對溫熱沖裁的影響規(guī)律，結論如下：沖裁力、沖裁功隨著沖裁溫度、模具間隙、沖裁速度的增大而減��；沖裁溫度越高，模具間隙越小，沖裁速度越大，，得到的沖裁件斷面質(zhì)量越好；沖裁件尺寸精度隨著沖裁溫度的升高而降低，相比而言模具間隙和沖裁速度的影響較��；模具磨損深度隨沖裁溫度、模具間隙的增大而減小，隨沖裁速度的增大而增大。以上三個工藝參數(shù)的最佳取值范圍：沖裁溫度應選擇650℃以上，模具間隙為板料厚度的10%左右，沖裁速度為70~90mm/s。
【關鍵詞】：超高強度鋼 溫熱沖裁 熱沖壓 數(shù)值模擬 22MnB5
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG306
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 引言12-14
• 1.2 超高強度鋼材料介紹14-15
• 1.3 超高強度鋼熱沖壓成形技術15-19
• 1.3.1 熱沖壓成形原理及特點15-18
• 1.3.2 熱沖壓成形研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 超高強度鋼溫熱沖裁技術19-21
• 1.4.1 溫熱沖裁原理及特點19-20
• 1.4.2 溫熱沖裁研究現(xiàn)狀20-21
• 1.5 選題目的和意義21-22
• 1.6 本文研究內(nèi)容22-24
• 第二章 超高強度鋼溫熱沖裁有限元分析基礎24-38
• 2.1 引言24
• 2.2 有限元分析理論基礎24-25
• 2.2.1 有限元法基本思想24
• 2.2.2 金屬塑性有限元法分類24-25
• 2.3 DEFORM 仿真關鍵技術25-29
• 2.3.1 DEFORM-3D 軟件簡介25-26
• 2.3.2 網(wǎng)格重劃技術及其實現(xiàn)26-27
• 2.3.3 斷裂問題的處理27-29
• 2.4 有限元模型的建立29-37
• 2.4.1 幾何模型的建立29-31
• 2.4.2 材料模型的建立31-34
• 2.4.3 物體間關系的定義34-35
• 2.4.4 磨損模型的設置35-37
• 2.5 本章小結37-38
• 第三章 超高強度鋼溫熱沖裁機理分析38-52
• 3.1 引言38
• 3.2 沖裁階段分析38-43
• 3.2.1 力態(tài)分析38-40
• 3.2.2 變形過程分析40-41
• 3.2.3 材料流動性分析41-43
• 3.3 淬火階段分析43-46
• 3.3.1 溫度場分析43-44
• 3.3.2 熱脹冷縮分析44-46
• 3.4 溫熱沖裁與冷沖裁結果對比46-50
• 3.4.1 沖裁力能對比46-47
• 3.4.2 沖裁件斷面質(zhì)量對比47-48
• 3.4.3 沖裁件尺寸精度對比48-49
• 3.4.4 模具磨損對比49-50
• 3.5 本章小結50-52
• 第四章 超高強度鋼溫熱沖裁影響因素分析52-76
• 4.1 引言52
• 4.2 沖裁溫度的影響52-59
• 4.2.1 對沖裁力能的影響52-55
• 4.2.2 對沖裁件斷面質(zhì)量的影響55-57
• 4.2.3 對沖裁件尺寸精度的影響57-58
• 4.2.4 對模具磨損的影響58-59
• 4.3 模具間隙的影響59-68
• 4.3.1 對沖裁力能的影響60-62
• 4.3.2 對沖裁件斷面質(zhì)量的影響62-66
• 4.3.3 對沖裁件尺寸精度的影響66-67
• 4.3.4 對模具磨損的影響67-68
• 4.4 沖裁速度的影響68-75
• 4.4.1 對沖裁力能的影響68-71
• 4.4.2 對沖裁件斷面質(zhì)量的影響71-73
• 4.4.3 對沖裁件尺寸精度的影響73-74
• 4.4.4 對模具磨損的影響74-75
• 4.5 本章小結75-76
• 第五章 結論76-78
• 參考文獻78-84
• 致謝84

【參考文獻】

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本文編號：788670