基于有限元分析的精冲模温度场及其影响

为了揭示温度变化对模具零件的影响,采用有限元瞬态结构——瞬态热耦合的方法,建立结构和温度场分析的三维模型,分析模具温度场的分布随模具冲压循环的变化,研究模具零件在此温度场下的变形,并用红外热成像仪对冲压过程中的模具零件进行现场测量,得到的数据与模拟结果相符。研究结果表明:B9棘轮级进模在冲压循环中,第三工位凸、凹模刃口附近的温度能达到135℃左右,凸、凹模的热膨胀使得其间隙比设计时减小了36%,在模具设计时需予以考虑。     

模具材料热导率对B柱热冲压模具温度场的影响

BSWCM是宝钢和上汽通用五菱共同开发的一种具有良好导热性能的热冲压专用模具材料,H13是一种传统热作模具钢,将2种材料进行对比分析模具材料热导率对B柱热冲压模具温度场的影响。首先,分别采用LFA447型激光导热仪和DSC8000差示扫描量热仪测量2种材料的热扩散系数和比热容,然后基于2种材料的实验参数并结合实际生产工艺完成B柱大端模型的热冲压仿真。研究表明,BSWCM导热性能优于H13;模具材料采用BSWCM,凸模的最高温度为254.4,凹模最高温度为240.5。相比于模具材料采用H13,凸、凹模的最高温度下降了约40,模具上的温度分布也相对均匀,有利于延长模具的使用寿命。     

热冲压模具冷却水道FEM-CFD耦合优化研究

基于FEM-CFD耦合优化方法对某车型B柱进行了连续热冲压数值模拟,获得了热冲压模具冷却水道优化设计方案并研究了热冲压设计参数对模具冷却性能的影响规律。结果表明:水道换热系数h c和水道与模面距离H能显著地影响冷却系统性能和模具温度分布。在设计冷却水道时通过引入水道换热系数h c对H、D(水道间距)、R(水道半径)参数进行了集成优化。该方法对热冲压模具冷却系统的设计具有重要意义。     

基于ABAQUS曲底槽型件热冲压成形模拟分析

在超高强度钢板热冲压成形工艺中,能准确预测板料的温度场与模具的受力状况,对工艺制定与模具的优化具有重要意义。通过ABAQUS模拟软件建立塑性体热力耦合有限元模型,对热冲压过程进行模拟仿真,分析板料与模具的温度场以及模具所受的作用力。研究结果表明:板料转移时间控制在10 s内较好;在成形过程中,制件法兰与侧壁部分温度分布均匀且基本一致,制件法兰与侧壁部分的温度低于制件底部部分的温度;为保证模具强度,凸模圆角处及底部、凹模入口圆角处及底部的冷却水道直径及密度应较小,并且应适当增大水道与底部表面的距离。     

高强钢板热冲压成形模具温度场分析

高强钢板热冲压技术在汽车工业中的应用日趋广泛.在热冲压过程中,板材首先从加热炉转移到压机上,然后在模具中迅速成形并淬火以获得高强度.成形前模具的温度大大影响成形后零件的最终性能.本文选用汽车右前立柱角撑零件的模具来分析,用LS-DYANA软件模拟了热冲压后模具的温度场分布,并得到了模具温度的变化曲线.为热成形模具冷却系统的设计提供了依据.     

汽车前防撞梁热成形冷却过程温度场数值模拟

采用ProCAST软件,对高强钢板热冲压成形工艺冷却(淬火)过程进行数值模拟分析,计算了连续多个冲压工作循环下模具和坯料的温度场。结果表明,模具在连续多个冲压工作循环中,温度呈周期性的快速上升和快速下降的变化趋势,当每一个冲压工作循环结束时,模具的温度都保持在50℃左右。坯料在淬火过程中,其温度呈快速降低趋势,冲压结束时坯料的出模温度分布在75℃²25℃上下,出模温度随冲压工作循环的进行而依次略有升高,并达到稳定。对模具和坯料进行试验测试,其温度值与数值模拟值吻合较好,说明该计算模型和方法对成形工艺设计有较好的预测评价作用。     

注射模的热-结构耦合数值仿真

以注射模为研究对象,运用传热学基本理论和计算机数值仿真技术,在考虑注射模结构尺寸、载荷和接触等因素的基础上,运用ANSYS软件进行了注射模的热-结构耦合数值仿真计算,分析了模具内部的温度场以及热应力场的分布特征,研究了热-结构耦合对模具结构强度的影响,为设计良好的冷却系统提供参考,并为校核模具强度提供全面的分析方法。     

某汽车结构件多工位连续冲压传送模设计

传送模的结构与连续模有较大不同,传送模应用于尺寸较大、工位不多的汽车结构件的连续冲压成形,由与工步数目相等的独立子模具构成,子模具结构具有中小型冲压模具的特点,模架结构具有大型冲压模具的特点。分析某汽车结构件的冲压工艺,确定了冲压工艺方案,应用AUTOFORM软件对冲压工艺方案进行了有限元数值模拟,以分析冲压工艺方案的可行性,并在此基础上设计出一副6工位连续冲压成形的传送模;比较深入地研究了汽车结构件传送模设计的关键技术。生产试验表明,该传送模设计合理、工作可靠、生产效率高,能够满足该汽车结构件的大批量生产要求。     

非均匀温度场对高强钢热冲压成形性的影响

针对某企业25Mn B5高强钢车身凹槽零件在进行热拉深成形时出现凹槽侧壁断裂的缺陷,采用ANSYS/LS-DYNA动力学有限元分析软件对U型件热冲压成形过程的非均匀温度场进行数值模拟,分析讨论了冲压速率、板料与模具之间摩擦系数对温度场的影响规律。分析结果表明:提高冲压速率、减小模具与板料之间的摩擦系数有利于成形零件温度场的均匀分布,并且可以减少凹槽侧壁产生断裂缺陷的可能性。采用优化后的工艺参数,即冲压速率为300 mm·s-1、板料和模具之间的摩擦系数为0.15进行凹槽零件的热拉深成形试验,获得了合格的产品,验证了模拟结果的可靠性。     

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。     

《冲压模具设计要点》一书与读者见面

正由松渤电器(上海)有限公司工程部经理金龙建编著,化学工业出版社出版的《冲压模具设计要点》一书于2016年10月与读者见面。本书针对冲压模具技术应用的实际状况,以工艺分析及模具结构设计为重点,结合冲压模具设计典型实例,讲述了冲压模具设计的要点及在冲压过程中出现的质量缺陷及解决措施等。主要内容包括:冲压工艺的分类、冲压常用的材料、冲裁模设计、弯曲模设计、拉深模设计、成形模设计、多工位级进模设计、冲压模具零部件设计。本书所选的模具来自生产实践,既注重典型模具     

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。     

模具间隙对高强度钢热冲压过程的影响

利用DEFORM软件,建立了不等模具间隙下高强度钢板热冲压的有限元模型,研究了模具间隙对22Mn B5钢板热冲压成形中温度场以及马氏体转变的影响规律。数值模拟结果表明:模具间隙是影响板料温度变化的主要因素,板料的最大温差随着模具间隙先增大后减小;模具间隙为0.95t~1.00t时,板料各部位的马氏体分布均匀,转变率高。在此基础上,进行了热冲压试验,测试了板料侧壁位置点和底部圆角位置点的温度变化,并观察了板料成形后的微观组织,通过试验结果与数值模拟结果一致性对比,验证了数值模拟结果的可靠性与准确性。     

模具热导率对热冲压成形工艺影响的数值研究

为了评价模具材料的导热性能对热冲压成形工艺的影响,选择优质H13钢和自主开发的HDLM热冲压专用模具材料进行对比分析,采用LF457型激光导热仪对模具材料的导热性能进行评价,使用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对其组织进行观察。同时,建立了盒形件热冲压成形及模内淬火过程的数值仿真模型,研究了模具热导率对成形件冷却行为、组织演变以及模具温度的影响规律。研究表明,在热冲压模具服役温度200~400℃内,HDLM模具钢的热导率高于40 W/(m·℃),约为H13钢的1.5倍;在热冲压保压淬火过程中,模具材料的热导率对热冲压成形件的冷却行为起重要作用;当模具材料为HDLM钢时,仅需约10 s就能使盒形件关键部位的组织完全转变为马氏体,相比于H13钢,其保压冷却时间缩短了近41%,保压冷却效率提升了约80%,有效地加快了热冲压生产节拍和提高了生产效率,并且模具温度的均匀性也有较大改善,最高温度不超过330℃,有利于延长模具的使用寿命。     

汽车半轴热摆辗成形凹模温度场有限元分析

基于有限元分析软件Deform-3D,建立了汽车半轴锻件热摆辗成形有限元模型及热传导过程模型,对热摆辗成形过程中凹模的温度场分布规律进行研究。分析了温度场分布对凹模磨损的影响规律,并结合汽车半轴锻件的热摆辗成形试验进行验证。研究结果表明:在汽车半轴锻件热摆辗成形过程中,在模具的凸、凹模法兰台阶过渡位置上,由于受到热传导和塑性剪切的相互作用,温度上升最快,最高温度达到599℃,造成模具表面硬度下降,从而引起法兰台阶过渡区域模具磨损量增大。     

典型热冲压件成形工艺研究

为了满足汽车轻量化的要求,对超高强度钢板热成形进行了研究。利用ABAQUS软件建立了热力耦合模型,研究了模具初始温度、冲压速度对冲压过程板料厚度、应力应变的影响。结果表明:凸模圆角区最容易拉裂;随模具温度的增加,板料最小厚度先增加后减小;随冲压速度的增加板料最小厚度减小,且冲压速度对板料厚度变化影响更大。模拟结果与实验结果相符合,这能为实际冲压过程提供理论基础。     

冲压模结构与模具的可靠性分析

冲压模的可靠性很大程度上是由模具设计决定的,本文用几个案例来说明冲压模结构对模具的可靠性的影响,总结了冲压模结构设计的技巧,从模具结构上保证模具的可靠性,进而提高模的质量。     

模具温度和凸模速度对超高强钢热冲压成形的影响(英文)

高强钢板热冲压作为一种创新工艺逐渐被用于汽车领域制造超高强度的零件。实际上,由于在热冲压过程中材料表现出高度非线性的弹塑性以及热固响应行为,实验很难全面考察热成形过程。因此,有必要建立超高强钢板热冲压三维弹塑性热固耦合的有限元模型。同时,在高温拉伸试验的基础上,测试超高强钢的高温力学性能,并建立和应变、应变速率、温度相关的材料本构模型。此外,采用热冲压试验结合数值模拟研究模具温度和凸模速度对方盒形件超高强钢热冲压的影响规律,在测试热成形零件性能的基础上,得到优化的模具温度和冲压速度。     

冲压模具、冲压装置以及工件的冲压加工方法

本发明提供了能够防止冲压加工作业效率降低的冲压模具、冲压装置以及工件的冲压加工方法。冲压装置设有冲压模具。冲压模具设有下模、上模和输送用模具。上模与下模接近或分离。输送用模具通过移动机构在装卸位置和加工位置之间移动。输送用模具保持作为工件的汇流条。冲压装置使输送用模具位于模具之间并对汇流条实施作为冲压加工的弯曲加工。     

圆锥形件拉深整形凹模受力的数值分析

针对圆锥形件拉深整形凹模的受力特点，运用有限元方法对凹模进行受力分析，研究凹模变形对冲压零件精度的影响及凹模破坏的原因，提出圆锥形件深整形凹原合理设计方案，该方案对提高模具强度、保证冲压零件的质量具有一定的效果。