【摘 要】
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在全球大力发展低碳经济的今天,高强度钢板作为汽车轻量化结构设计的首选材料之一,为汽车制造行业的节能、环保、可持续发展提供有力保障。然而,相比于普通的低碳钢冷轧板,高强度钢板成形随着强度的增大,其冷冲压成形性能变差,成形界面压力也相应增大,模具/板料界面容易产生粘着、划痕、胶合等粘模行为,严重影响模具寿命与零件表面质量。本文以SPFC590高强度钢板为研究对象,选取综合拉深-弯曲变形方式的方盒形件冲
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在全球大力发展低碳经济的今天,高强度钢板作为汽车轻量化结构设计的首选材料之一,为汽车制造行业的节能、环保、可持续发展提供有力保障。然而,相比于普通的低碳钢冷轧板,高强度钢板成形随着强度的增大,其冷冲压成形性能变差,成形界面压力也相应增大,模具/板料界面容易产生粘着、划痕、胶合等粘模行为,严重影响模具寿命与零件表面质量。本文以SPFC590高强度钢板为研究对象,选取综合拉深-弯曲变形方式的方盒形件冲压成形方法,结合成形工艺试验与有限元数值模拟仿真,重点研究不同毛坯形状与压边力控制方式对方盒形件冲压成形粘模行为的影响规律,获得以下研究结果:(1)研究了不同凹模高度下凹模型面粘模行为分布规律。结果表明随着凹模高度的增加,界面滑移距离越大,凹模型面最大线磨损深度越大。(2)研究了正四边形、正八边形、正十六边形不同毛坯形状下凹模型面的粘模分布规律。结果表明,不同形状毛坯方盒形件拉深下凹模型面粘模区域分布规律相似,均集中在圆角区与直壁区的交界处以及直壁区靠近凹模出口处。凹模型面磨损程度由重到轻依次为正四边形、正十六边形、正八边形。由此设计出椭圆形毛坯形状,凹模型面磨损得到很大改善,最大线磨损深度为1.2×10-3mm。(3)研究了不同压边力控制下凹模型面的粘模分布规律。结果表明,有压边力控制下比无压边力时,凹模型面粘模行为得到很大的改善,最大线磨损深度分别为2.0×10-3mm,2.5×10-3mm。分块压边力控制能适当改善毛坯流入凹模的速度,进而影响凹模型面的粘模分布。弯曲区/过渡区/拉深区的压边力依次为4MPa/5MPa/6MPa时,凹模型面粘模较小,最大线磨损深度为1.0×10-3mm。(4)设计了三种不同凹模高度、三种不同毛坯形状及有无压边力控制下方盒形件拉深成形试验。试验结果与上述模拟结果相一致,验证了有限元模拟结果的有效性与合理性。
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