热成形件模具结构的研究与设计

介绍了一种轿车B柱上框加强板热成形件的模具结构及工作原理,该套模具通过控制成形镶块内冷却水的流速等方式将加热后的硼钢板冲压成形,使加热到880~950℃的硼钢板以奥氏体向马氏体转变的最小冷却速度冷却,从而得到强度达1500 MPa的高强度冲压件。重点介绍了模具冷却系统的结构及工作原理。该模具结构实现了硼钢板的热冲压成形及冷却,得到的冲压件面差、止口及孔的总合格率达到95%,无起皱、开裂等质量缺陷,满足了整车对该高强度钢板制件的精度及品质要求。     

温度和压边力对高强度硼钢热冲压成形板厚的影响

针对高强度硼钢板热冲压成形过程中厚度分布不均匀的问题,对它的成形过程进行了数值模拟,结合实验研究了初始成形温度和压边力对热冲压件板料厚度的影响规律。结果表明:初始成形温度850℃、压边力70MPa时,材料成形性能较好。在该工艺条件下获得了合格制件,验证了模拟结果的可靠性。     

热冲压成形零件质量控制因素分析

热冲压成形技术是提高高强度钢板塑性成形能力,保证冲压零件尺寸精度以及提高冲压零件的强度级别的新型成形技术。本文在介绍超高强度钢板的热冲压成形工艺流程及应用的基础上,对直接影响热冲压零件成形质量的主要因素进行了识别和深入分析,讨论了模具材料、模具冷却设计及热冲压工艺参数如奥氏体化温度、保温时间、冷却速度和保压时间对热冲压零件质量的影响趋势,为车身制造中热冲压成形零件质量控制提供参考。     

基于AutoForm模拟的热冲压工艺优化设计

研究汽车B柱热冲压成形工艺,并运用数值模拟及试验相结合的方法对B柱热冲压工艺进行优化,根据B柱特征进行模面优化补充,为保证其成形性增加压料块等辅助机构,通过控制加热温度、转移时间、模具温度、保压时间、保压压力等工艺参数,确定了B柱热冲压工艺,为成形合格的制件提供优化的参数。     

不锈钢件套裁级进模设计

介绍了冲压不锈钢制件的同时 ,利用该零件的冲裁废料冲压成形另一不锈钢零件的工艺过程 ,并介绍了冲压成形两不锈钢零件的级进模结构及模具凸、凹模间隙的选择、模具材料及热处理工艺。     

B柱热冲压数值分析研究

热冲压技术是一项加工超高强度钢板的新型加工技术.热冲压过程中板料的温度分布情况是热冲压模具冷却系统设计的重要依据.本文建立了B柱的热冲压模型,采用热力耦合数值分析的方法得到了热冲压过程中板料的温度与厚度分布,并比较了热冲压与冷冲压的力能参数.结果表明,板料压边区域温度下降较快,直到成形结束,其温度高于600℃,不会导致该处材料成形困难;零件尾部圆角处温度过高,使板料产生局部流动,导致减薄过大,因此对于局部温度过高的区域要加速模具的冷却,以获得合格的制件.热冲压的力能参数约为冷冲压的十分之一左右.     

探秘超高强硼钢热冲压成形新技术

热冲压成形技术 热中压成形技术就是将高强度钢(硼钢)加热到奥氏体温度范围,待零件材料的组织完成奥氏体转变后,迅速移动到模具内并快速冲压成形,在成形结束后对零件进行保压,再通过设置在模具内的冷却系统(保持适当的冷却速度),来完成对成形材料组织相变强化的全过程.     

工艺参数对铝合金屏蔽罩冲压特性的影响

针对盒形冲压件成形过程中易出现破裂、起皱和回弹过大的问题,采用有限元分析软件DYNAFORM对顶部弧面、侧壁直边的磁体外盖进行拉延、切边和回弹过程模拟,分析制件成形规律;采用正交实验法模拟研究压边力、凹模圆角半径、模具间隙和冲压速度等工艺参数对制件冲压成形的影响。以制件的最大减薄率和回弹量为评价指标,采用极差和方差分析法对模拟结果进行分析表明,各工艺参数对评价指标的影响显著性,得到的最佳工艺参数优化组合为压边力120kN、凹模圆角半径3mm、模具间隙1.05t、冲压速度6m·s-1。采用优化工艺参数组合进行模拟和冲压实验,获得了较好的评价指标值,实验结果与模拟结果相吻合。     

硼钢板热冲压成形过程接触热阻研究

高强度钢热成形中,板料的冷却路径直接影响成形后零件的力学性能,可靠的接触热阻能提高热成形温度场模拟计算结果的准确性。为了研究热冲压成形过程中板料与模具界面间的接触热阻,以WH1300HF热成形用无涂层硼钢板为研究对象,在小型实验伺服压力机上进行了硼钢板的热冲压平模实验,得到了不同压强下板料淬火冷却曲线及模具温度冷却曲线,并通过顺序函数法计算出板料和模具接触界面的热流密度及接触热阻。研究结果表明,板料与模具间界面的热流密度峰值随压强增加而增加,接触热阻稳定值随压强增加而减小。根据能量守能定律,计算出热冲压硼钢板马氏体相变潜热及平模淬火实验中马氏体相变分数。     

基于Archard理论的热冲压模具磨损分析及优化

基于Archard理论,运用有限元软件对热冲压过程进行了数值模拟分析,计算了模具表面的磨损。通过改变热冲压工艺参数,获取模具磨损量随冲压速度及板料初始成形温度变化的规律。通过对热冲压过程的热力耦合模拟,获得了模具在冲压过程中的温度及应力分布规律。结果表明,模具磨损分布与温度场及应力场存在密切关系。基于响应面法对冲压工艺参数进行了优化设计,有效地减小了模具表面磨损量。     

电器隔离罩多工位模具的设计

通过对电器隔离罩制件的分析，确定制件的成形工艺和成形工步，设计了多工位成形模具，使制件在一套模具上分别完成多个工序，实现产品的冲压成形和批量生产。该模具经实际生产验证，结构合理，运行平稳，满足制件尺寸和技术要求。     

新型模具制取变强度制件及其力学性能研究

设计出利用感应加热方式形成变强度制件的热冲压新型分区模具,进行了热-流-固耦合场的理论分析,建立了热-力耦合有限元模型,得到了板料在热冲压过程中温度和维氏硬度的分布。仿真结果表明,当模具感应加热端温度升至400℃时,加热端的冷却速度为13.6℃·s~(-1),冷却速度决定了板料不同温区的微观组织和维氏硬度。利用该模具进行了热冲压实验,对不同温区的微观组织和维氏硬度进行检测。结果表明:该模具可冲压不同高温区(低强度)形状的制件。制件高温区已经基本转化为贝氏体组织,过渡区转化为马氏体、贝氏体和铁素体多相混合组织,低温区转化为板条状马氏体组织。设计出的新型分区模具可以获得变强度制件,为成形复杂变强度零件和工艺参数的优化提供了依据。     

超高强度钢热变形方程

热冲压成形工艺是将冲压成形工艺和淬火工艺集成在同一工序中进行的新型成形工艺。根据热冲压工艺的时间-温度特征,采用Gleeble3800热模拟系统,在温度600℃~900℃、应变速率0.01/s~0.5/s下,对热冲压钢板USIBOR1500进行热拉伸实验,获得了相应的应力-应变曲线。结果表明,USIBOR1500钢的热变形行为符合应变硬化加动态回复机制,变形温度和应变速率对其力学性能有很大的影响;计算了USIBOR1500钢的热变形激活能,并通过对变形激活能及Zener-Hollomon参数的研究,建立了超高强度硼钢热变形稳态流变应力模型和热变形方程,为估算成形时所需的最大载荷及设备选取提供参考。     

一种自制延迟机构的成形模设计

通过在冲压模具中运用自制延迟机构,控制模具镶块运动的先后顺序,可以有效规避制件成形过程中,镶块运动导致的制件变形问题。另外,也同步优化了冲压工艺,让车身横梁类制件由传统的拉伸工艺,变更为成形工艺,既提高了材料利用率,又降低了生产成本,在实际生产中得到了广泛应用,取得了较好的效果。     

热冲压模冷却水路设计及仿真研究

从冷却水路的设计与加工、模具零件材料对温度场的影响、模具温度场对成形制件性能和尺寸的影响等方面，阐述了热冲压模冷却水路设计及仿真模拟的研究现状，并对热冲压模值得关注的研究方向作出展望。     

浅析行李箱盖内板起皱原因与改进

在行李箱盖内板成形过程中,制件内型面支撑筋两侧材料流动较复杂,制件表面容易起皱,针对此问题,分析制件起皱的原因,并对原模具结构和冲压工艺提出了改进方案及整改措施。     

汽车前立柱加强件热冲压成形的温度场模拟分析

利用Dynaform软件对汽车前立柱加强件的热拉延成形过程进行了模拟分析,得出工艺参数(冲压速度、压边力、模具温度)对板料温度的影响,并分析了板料温度分布规律。结果表明:冲压速度和模具温度对板料温度影响较大,压边力对板料温度的影响较小;在冲压速度80 mm/s,压边力70 MPa,模具温度50℃时零件成形效果较好;板料温度分布不均匀,压边区域温度最低,表面和侧壁温度最高。试验获得了合格制件,验证了模拟结果的可靠性。     

基于Kriging模型的超高强度钢板热冲压工艺参数优化

为了改善超高强度钢板冲压件的加工质量,以某方形槽热冲压件为对象,以板料淬火温度、模具初始温度、冲压速度和模具间隙为设计变量,以冲压件成形温降、回弹量和成形减薄率3个质量指标为响应量,构建了热冲压加工质量指标的Kriging模型。在此基础上,以构建的Kriging模型为目标函数,建立超高强度钢板热冲压工艺参数多目标优化模型。应用第二代非支配遗传算法进行寻优计算,获得了优化的热冲压工艺参数:B1500HS超高强度钢板零件热冲压的最佳淬火温度为898.3℃,模具的初始温度为67.1℃,冲压速度为39.64 mm·s-1,模具间隙为2.2 mm。工艺参数优化后的验算结果表明,工艺参数优化后,成形温度更加均匀,回弹量减少25.6%,最大减薄率下降23%。     

汽车后桥弹簧座的工艺改进及级进模设计

介绍了汽车后桥左/右弹簧座的落料、拉伸、冲孔、成形、冲孔修边等成形工艺分析,经过改进,提出了部分级进模生产的新冲压工艺方案,分析了制件的冲压成形的排样、模具结构以及模具的工作过程。有效地解决了生产成本高、生产效率低、材料利用率低的问题,确保了制件质量的稳定性和生产效率的高效性。     

热冲压成形钢的强度与塑性及断裂应变

轻量化是支撑汽车电动化和智能化的重要赋能技术之一。抗拉强度为1500 MPa的热冲压成形用硼钢(22MnB5)是目前最经济有效的车身轻量化技术解决方案,而汽车工业对轻量化需求的日益提高正引领热冲压成形钢向着更高强度、更高塑性及更高断裂应变的方向发展。本文首先分析了车身轻量化对碰撞过程中构件变形抗力和断裂抗力的要求,解释了强度与塑性及断裂应变等材料的力学性能参量对碰撞变形抗力和断裂抗力的影响,然后介绍了作者及其他研究人员在研究开发更高强度、更高延伸率、更高断裂应变的新一代热冲压成形钢的最新进展:(1)提出了一种新的强韧化方法,在热冲压成形钢的马氏体基体组织内引入大量纳米级的VC析出物,从而在获得2000 MPa强度的同时保持了与常规1500 MPa热冲压钢22MnB5相当的延伸率和断裂应变。(2)在热冲压成形钢的微观组织中引入残余奥氏体,利用相变诱导塑性效应显著提升热冲压成形钢的延伸率;具体的工艺实施途径包括模具外淬火-配分工艺、淬火-闪配分工艺、淬火-回火配分工艺等。(3)介绍了热冲压成形钢的新一代Al-Si镀层技术以及Al-Si镀层板断裂应变改善方面的最新研究进展;通过降低Al-Si镀层与钢板基体之间的合金化扩散来减少界面C富集,从而达到显著提高Al-Si镀层热冲压成形钢断裂应变的目的。