【摘要】：針對傳統(tǒng)熱沖壓模具深孔對鉆冷卻系統(tǒng)冷卻不均的現(xiàn)象,基于熱沖壓過程的多場耦合傳熱理論,提出熱沖壓模具隨形冷卻系統(tǒng)設(shè)計方法。利用Star-ccm+軟件對熱沖壓冷卻淬火過程進行熱流固耦合模擬。以自主研發(fā)的彩虹電動汽車B-柱模具鑲塊為研究對象,對傳統(tǒng)深孔對鉆和新提出多種隨形設(shè)計方案進行了冷卻模擬分析。根據(jù)模擬結(jié)果,比較分析了不同冷卻方案的冷卻效果,并提出B柱模具鑲塊縱向隨形冷卻水道的優(yōu)化方案,分析了優(yōu)化前、后模面溫度場的變化。提出運用覆膜砂3D打印造型結(jié)合傳統(tǒng)鑄造工藝的方法,制造具有隨形冷卻水道的熱沖壓模具。通過對比五種方案發(fā)現(xiàn),采用縱向隨形設(shè)計的熱沖壓模具,與冷卻最差的平行隨形設(shè)計相比,模面最大溫度降低47.4%,模面平均溫度降低40.9%,模面溫度均勻性提高1.8%。根據(jù)縱向隨形水道設(shè)計流程,將水道形狀和位置參數(shù)R、H、r作為優(yōu)化參數(shù),模面溫度場作為優(yōu)化目標,對縱向隨形水道進行優(yōu)化,結(jié)果顯示,優(yōu)化后模面最大溫度下降了49.8%,模面平均溫度下降了46.8%,模面溫度標準偏差下降了67.5%,模面溫度均勻性提高了1.9%。因此,采用隨形冷卻的熱沖壓模具,有效地提高了生產(chǎn)加工效率和使用壽命,改善了熱沖壓件的平均強度和組織與力學性能的均勻性。
[Abstract]:Aiming at the phenomenon of uneven cooling of traditional deep hole cooling system of hot stamping die, based on the theory of multi-field coupling heat transfer in hot stamping process, the design method of cooling system of hot stamping die with shape is put forward. The thermal fluid-solid coupling simulation of hot stamping cooling and quenching process was carried out by using Star-ccm software. Taking the self-developed B- column die insert of Rainbow Electric vehicle as the research object, the cooling simulation analysis was carried out on the traditional deep hole drilling and several new conformal design schemes. According to the simulation results, the cooling effects of different cooling schemes are compared and analyzed, and the optimization scheme of the longitudinal cooling channel with the shape of the B column die insert is put forward, and the change of the temperature field of the back die surface before and after the optimization is analyzed. This paper presents a method of manufacturing hot stamping die with cooling channel by using film coated sand 3D printing molding combined with traditional casting technology. By comparing the five schemes, it is found that the maximum temperature of the die surface and the average temperature of the die surface are reduced by 47.4and 40.9 respectively, compared with the worst parallel die design. The temperature uniformity of die surface is increased by 1.8%. According to the design process of longitudinal waterway, the shape and position parameters of waterway Ry Hnr are taken as the optimization parameters, and the temperature field of the mold surface is taken as the optimization objective. The results show that the longitudinal conformable waterway is optimized. After optimization, the maximum temperature of the die surface decreased by 49.8%, the average temperature of the die surface decreased by 46.8%, the standard deviation of the mold surface temperature decreased by 67.5%, and the uniformity of the mold surface temperature increased by 1.9%. Therefore, the hot stamping die with shape cooling can effectively improve the production efficiency and service life, improve the average strength of hot stamping parts and the uniformity of microstructure and mechanical properties.
【作者單位】： 大連理工大學汽車工程學院;大連理工大學工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金重點(10932003)、國家自然科學基金(11102035)基金聯(lián)合資助項目 國家工信部04重大專項(2011ZX04001-021) 中國博士后科學基金(2014M561223) 中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金(DUT14ZD224)
【分類號】：TG305

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 施于慶;沖壓模具的價格估算[J];模具制造;2001年03期

2 陳秀深;轎車國產(chǎn)化中沖壓模具技術(shù)的作用[J];機電工程技術(shù);2002年S1期

3 陳旭娟;淺析沖壓模具制造技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟;2005年17期

4 王宏杰;;汽車沖壓模具的技術(shù)發(fā)展思路[J];機械工人.冷加工;2006年04期

5 劉勝國;;我國沖壓模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];黃石理工學院學報;2007年01期

6 周友松;;沖壓模具的標準作業(yè)[J];機械工人(冷加工);2007年05期

7 馬在姣;薛森;;提高沖壓模具壽命的有效途徑[J];江漢石油職工大學學報;2008年04期

8 張毅;;小議“沖壓模具的維護”[J];商業(yè)文化(學術(shù)版);2008年08期

9 張越;;論沖壓模具的選擇[J];電子機械工程;2009年02期

10 武曉紅;;沖壓模結(jié)構(gòu)與模具的可靠性分析[J];模具制造;2009年09期

相關(guān)會議論文 前10條

1 楊昌林;;制件沖壓模具的設(shè)計[A];科學時代——2014科技創(chuàng)新與企業(yè)管理研討會論文集上（科技創(chuàng)新）[C];2014年

2 駱志高;王祥;李舉;范彬彬;郭嘯棟;;基于小波包遺傳算法的沖壓模具故障識別研究[A];2008年全國振動工程及應用學術(shù)會議暨第十一屆全國設(shè)備故障診斷學術(shù)會議論文集[C];2008年

3 趙運璧;張波;;淺談汽車沖壓模具開發(fā)過程及管控[A];第八屆河南省汽車工程科技學術(shù)研討會論文集(下)[C];2011年

4 葛志強;陳運海;王濤;;沖壓模具焊接修復技術(shù)[A];經(jīng)濟策論（下）[C];2011年

5 張健;林瓊;李宏偉;;基于并行關(guān)聯(lián)的沖壓模具參數(shù)化設(shè)計[A];科技創(chuàng)新與節(jié)能減排——吉林省第五屆科學技術(shù)學術(shù)年會論文集（上冊）[C];2008年

6 霍保強;;CRT用銷釘沖壓模具的結(jié)構(gòu)改進[A];新世紀 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（下冊）[C];2001年

7 柯旭貴;李震;張佑生;;基于實例推理的沖壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計的面向?qū)ο蟮闹R表示[A];面向制造業(yè)的自動化與信息化技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)技術(shù)——2001年中國機械工程學會年會暨第九屆全國特種加工學術(shù)年會論文集[C];2001年

8 宋子明;李惠艷;;發(fā)電機鐵心片的沖壓模設(shè)計[A];十二省區(qū)市機械工程學會學術(shù)年會論文集[C];2007年

9 宋子明;李惠艷;;發(fā)電機鐵心片的沖壓模設(shè)計[A];2007年中國機械工程學會年會論文集[C];2007年

10 付昕亮;;基于PDM的汽車沖壓模具、焊接夾具產(chǎn)品開發(fā)管理系統(tǒng)的開發(fā)與應用[A];科技創(chuàng)新與節(jié)能減排——吉林省第五屆科學技術(shù)學術(shù)年會論文集（上冊）[C];2008年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 吳家強;復合沖壓模具的控制系統(tǒng)研究[D];合肥工業(yè)大學;2012年

2 逯璐;熱沖壓模具鋼熱性能及淬火工藝的數(shù)值模擬[D];大連理工大學;2014年

3 程國良;汽車車身沖壓模具開發(fā)同步工程的關(guān)鍵技術(shù)研究及應用[D];湖南大學;2008年

4 尹湘云;沖壓模具數(shù)字化設(shè)計手冊軟件的開發(fā)技術(shù)研究[D];四川大學;2003年

5 陳航軍;基于多色集合的沖壓模產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法研究[D];廣東工業(yè)大學;2007年

6 李標;基于3D對齊技術(shù)的沖壓模具質(zhì)量檢測[D];南昌大學;2014年

7 丁波;超高強度鋼板熱沖壓模具疲勞壽命研究[D];重慶交通大學;2015年

8 陳亮;高強鋼沖壓模具受力分析有限元模擬與實驗研究[D];上海交通大學;2008年

9 徐棟愷;高強度鋼板沖壓模具偏載分析及拓撲優(yōu)化設(shè)計[D];上海交通大學;2009年

10 劉玉琳;沖壓模面工程中的曲面生成及網(wǎng)格修復技術(shù)[D];吉林大學;2006年

，

本文編號：2404160