双相钢发动机下护板热冲压模具设计及模拟仿真

论文摘要

板料冲压成形工艺作为一种重要的塑性加工成形方法,广泛地应用于汽车制造业中。近年来,高强度薄钢板在汽车冲压件的制造中大量的应用。然而,当钢板强度大于1000MPa时,传统的冷冲压方法就难以生产结构、形状相对复杂的车身零件,所以热冲压应运而生。利用有限元数值模拟技术对汽车冲压件的冲压成形进行数值模拟,能很好的预测成形缺陷、降低产品成本、缩短产品的开发周期。本文以双相钢发动机下护板热冲压过程为研究对象,对其热冲压模具进行设计,用有限元软件DYNAFORM的对下护板冲压成形过程进行了有限元数值模拟研究,最后研究了下护板冲压成形过程中出现的缺陷。本文的主要工作包括以下几个方面：1.设计热冲压模具,模具设计过程主要是对发动机下护板进行结构分析及工艺分析,然后做出下护板的零件图,在此基础上确定工艺方案、选择模具的结构形式；然后进行必要的工艺计算,从而确定排样方案和工作部分的具体尺寸；并根据计算得到的压力机吨位,选择合适的压力机；最后从手册中选取模具设计过程中所需要的各个零部件,做出模具装配图。2.对下护板热冲压过程进行模拟仿真,研究板料冲压成形数值模拟分析的理论基础及其关键技术。用CAD软件UG建立工具及毛坯的三维模型,并存为IGES格式导入到冲压仿真软件DYNAFORM中,通过DYNAFORM对下护板成形过程进行仿真。最后要通过实验验证,在实际冲压件上取点测量壁厚,并与模拟得到的壁厚值进行比较,证明模拟结果的可靠性,以达到实际生产使用的目的。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 汽车工业用材的现状和趋势
• 1.2 先进高强钢热冲压技术
• 1.3 热冲压过程数值模拟技术
• 1.4 本文主要内容
• 2 零件的工艺分析
• 2.1 零件图分析
• 2.2 材料性质
• 2.3 热冲压的工艺分析
• 2.3.1 零件外形尺寸工艺分析
• 2.3.2 热冲压工艺
• 2.4 工艺方案的确定
• 2.5 模具结构形式的确定
• 2.5.1 落料冲孔模具的结构形式
• 2.5.2 拉深模具的结构形式
• 2.6 小结
• 3 落料冲孔冲压工艺计算
• 3.1 毛坯计算
• 3.2 排样
• 3.3 材料利用率
• 3.4 压力机的选择
• 3.4.1 冲裁力计算
• 3.4.2 计算卸料力
• 3.4.3 计算推件力
• 3.4.4 计算总冲压力
• 3.5 冲压设备的选择
• 3.5.1 冲压设备类型的选择
• 3.5.2 规格的选择
• 3.6 压力中心的计算
• 3.7 落料时凸模、凹模刃口尺寸的计算
• 3.8 冲孔时凸模、凹模刃口尺寸的计算
• 3.9 小结
• 4 落料冲孔复合模各零部件的选择与确定
• 4.1 凹模设计
• 4.1.1 凹模洞口形状的选择
• 4.1.2 凹模的外形尺寸
• 4.1.3 凹模的固定方法
• 4.1.4 凹模的主要技术要求
• 4.2 凸模组件及其结构设计
• 4.2.1 凸模的形式
• 4.2.2 凸模长度
• 4.2.3 凸模固定板
• 4.2.4 垫板
• 4.3 凸凹模
• 4.4 弹性元件的选择
• 4.5 定位装置的选用
• 4.6 卸料装置
• 4.7 导向零件
• 4.8 模架
• 4.9 模柄
• 4.10 落料冲孔复合模的装配图
• 4.11 小结
• 5 拉深模具设计
• 5.1 下护板拉深的工艺计算
• 5.1.1 拉深工艺参数
• 5.1.2 拉深系数的确定
• 5.1.3 压边结构的选择
• 5.2 拉深力与压边力的计算
• 5.2.1 拉深力的计算
• 5.2.2 压边力的计算
• 5.3 拉深时压力机吨位的选择
• 5.4 拉深模工作部分结构参数的确定
• 5.4.1 拉深凹模和凸模的圆角半径
• 5.4.2 拉深模的结构形式
• 5.4.3 拉深模的间隙Z
• 5.4.4 拉深凸模和凹模工作部分的尺寸及其制造公差
• 5.5 拉深模的装配图
• 5.6 小结
• 6 下护板成形过程的有限元模拟分析
• 6.1 软件简介
• 6.1.1 CAD软件UG简介
• 6.1.2 CAE软件Dynaform简介
• 6.2 下护板成形的有限元数值模拟基本流程
• 6.3 双相钢500/800的力学性能试验
• 6.4 双相钢的应力应变参数
• 6.5 下护板成形有限元数值模拟的前处理
• 6.5.1 几何模型的建立及网格的划分
• 6.5.2 选取并设置材料的模型
• 6.5.3 设置边界条件
• 6.5.4 设置单位
• 6.6 下护板成形的有限元模型
• 6.7 数值模拟结果及分析
• 6.7.1 成形极限图
• 6.7.2 厚度分布图和减薄图
• 6.7.3 减薄区应变分析
• 6.7.4 材料流动图
• 6.7.5 冲裁间隙对冲压过程的影响
• 6.8 下护板成形工艺的实验研究
• 6.8.1 实验材料
• 6.8.2 实验设备
• 6.8.3 实验结果
• 6.9 小结
• 7 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集