异形件冲压成形工艺及模具设计

介绍了一异形件的冲压成形工艺，并针对该异形件的初步设计方案进行了改进，对冲压成形工序进行了合理的组合，设计并加工了生产该异形件的3套模具，对类似零件的冲压工艺分析和模具设计将会有一定的参考和借鉴价值。     

汽车发电机风扇轮的冲压工艺及模具

<正> 图1是仿斯太尔汽车发电机风扇轮的产品图。风扇轮有13个叶片沿周均匀分布。为不使风扇轮在高速旋转中变形,每个叶片都有加强筋,以增加叶片的强度。下面介绍风扇轮的冲压工艺和模具设计。     

冷却风扇叶片断裂分析

冷却风扇试验过程中叶片全部发生断裂,对断裂叶片进行外观检查、金相组织和显微硬度检测,对断口进行宏微观检查、能谱分析,综合分析叶片的断裂性质和原因。结果表明:冷却风扇叶片裂纹扩展阶段的典型特征为疲劳弧线及分布在疲劳弧线间的细密疲劳条带,发生了高低周复合疲劳断裂。叶片高低周复合疲劳断裂由较大离心力叠加振动应力的综合作用引起。建议优化叶片结构,提高叶片的承载能力,降低冷却风扇叶片振动应力,严格控制铸造质量,对叶片表面进行抗疲劳性能处理。     

微型电机风扇叶片多工位级进模设计

某微型电机风扇叶片高为7.5 mm,最大外形尺寸为Φ44 mm,外形周边有8个等分的90°弯曲风叶。通过对该制件的结构特点和冲压工艺进行分析,制定了3组制件的排样设计方案并进行优化选择,将制件中风扇叶片采用底座与叶片两个制件铆合成一个总成件,改为采用先切开再弯曲为一体的结构方式,提出了采用一出一排列的多工位级进模冲压制件方案,首先介绍了制件整体的模具结构及切开、弯曲工序的复合工艺模具结构设计,然后对切开、弯曲复合工艺进行了详细说明。生产实践证明,该模具的切开、弯曲工艺,采用凸、凹模将板料逐渐先分离再弯曲成90°的结构设计,冲压动作安全可靠,可大幅降低制件生产成本,提高制件材料利用率和生产效率。     

自冷却高速电主轴风扇叶片的研究与设计

以自扇冷却高速电主轴为研究对象,分别采用解析法和计算流体力学(CFD)方法对电主轴冷却风扇的工作风量进行计算和对比分析,同时研究了叶片数量、叶片型式对风量和风压的影响,并在此基础上对风扇叶片进行了优化设计。结果表明:采用计算流体力学方法获得的风量与解析法计算得到的结果基本一致;叶片数在9扇叶时该风扇具有较好的性能;径向式叶片能提供更大的风压,但其风量不一定更大,风量与风压中的静压有关,静压值越大,风量越大;改进后的风扇与原型相比,性能更加优良,风量提升了23.6%。     

风扇叶片定模的数控加工技术

以风扇叶片定模为例,在对扇叶工艺分析的基础上,通过MasterCAM软件进行数控编程、数控加工工艺及加工刀具选择,完成了叶片定模的加工。从而提高生产效率,缩短模具的制造周期。     

全钢结构轴流式冷却风扇的修复

KTA306T船用柴油机上的全钢结构轴流式冷却风扇,运行中有一组叶片在根部发生断裂(图1),致使该该船停机.考虑到该风扇属进口件,国内无厂家生产,因此采用焊接修复.     

异形发动机支撑梁切断模设计

对异形发动机支撑梁冲压加工工艺的分析，设计了一副切断 形的切断模，提高了产品质量和生产效率，阐述了其设计原理、模具结构、工作过程及主要零件的设计要点，对同类产品的模具设计提供了一种方法。     

浙江海洋学院船舶与海洋工程学院

异形罐盖罩边机用于对异形罐盖进行罩边,是异形罐盖生产的重要设备。传统的冲床冲压罩边存在着成本高、合格率低和效率低等问题。设计了新型异形罐盖罩边机,该机器结构紧凑、操作简单、性能稳定可靠而且更换模具方便,适用于不同形状的罐盖。实践证明：与目前实际应用的各种罩边机械比较,该机器减少了能源消耗,降低了加工成本,提高了生产效率。     

高精度薄板冲压模具的设计与加工

根据现代化冲压模具生产的实际需要,以一种具有代表性的高精度薄板冲压级进模具为例,从模具设计和加工的角度出发,分析了高精度薄板冲压模具的设计、加工和生产中经常出现的问题点,并相应提出了解决方案。生产实际证明,改造后的模具不但提高了加工制件的精度,而且使模具的生产性能大幅提高,减少了模具的维修时间,提高了冲压设备的利用率。     

Valuation method for effects of hot stamping process parameters on product properties using hot forming simulator

Hot stamping is one of the hot forming processes for manufacturing products of lightweight construction such as lightweight vehicles. Knowledge on the characteristics of the hot stamping process is significant in designing and optimizing the process conditions, dies and tools; however, until now, the characteristics of this process, such as the relationships between a product property and die temperature and between a product property and cooling rate, and the springback amount, have not been clarified consistently or precisely. A new valuation method used to measure the effects of hot stamping conditions on product properties as a function of process parameters is proposed in this paper. This method utilizes a hot forming simulator, which is a precision press with feedback temperature control and controlled cooling, and permits to know the various characteristics of the hot stamping process. Here, the basic construction of the proposed method is presented, and its application to the characterization of the hot stamping process of high-strength steel sheets, such as an evaluation of the changes in product properties upon varying the forming conditions and process parameters, is shown and discussed.     

Design of Hot Stamping Tools with Cooling System

Hot stamping with high strength steel is becoming more popular in automotive industry. In hot stamping, blanks are hot formed and press hardened in a water-cooled tool to achieve high strength. Hence, design of the tool with necessary cooling significantly influences the final properties of the blank and the process time. In this paper a new method based on systematic optimization to design cooling ducts in tool is introduced. The optimization procedure was coupled with FE analysis and a specific evolutionary algorithm. Through this procedure each tool component was separately optimized. Subsequently, the hot stamping process was simulated both thermally and thermo-mechanically with the combination of optimized solutions.     

无钛热冲压成形钢的连续冷却与等温转变规律

利用Thermo-Calc热力学软件(TCFE 9数据库)、DIL805A/D变形热膨胀相变仪和场发射扫描电镜(FE-SEM)研究了连续冷却转变及等温转变过程中无钛热冲压成形钢的微观组织演化规律。结果表明:试验钢的Ac₁=749 ℃,Ac₃=863 ℃。绘制了CCT曲线和TTT曲线;无钛热冲压成形钢的马氏体相变开始温度Ms=385 ℃,马氏体相变结束温度Mf=130 ℃。过冷奥氏体冷却过程中,发生马氏体相变的临界冷却速度为5 ℃/s;当等温温度高于750 ℃时,热冲压成形后可获得全马氏体组织。     

热冲压工艺参数对22MnB5马氏体钢汽车B柱性能影响的有限元模拟

通过有限元仿真软件Autoform分析了热冲压过程中工艺参数的变化对22MnB5马氏体钢B柱起皱、回弹、减薄、马氏体量以及强度的影响。结果表明:22MnB5马氏体钢B柱热冲压最优化工艺参数为加热温度930 ℃,冷却速率80 ℃/s。该工艺参数下,热冲压过程各处均完成马氏体转变,硬度分布均匀,材料减薄率较低,热冲压成形效果好,尺寸精度高,冲压件强度均大于1400 MPa。     

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。     

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。     

基于Deform的热成形冷却系统优化

以22Mn B5高强度钢U形件为例,建立B柱热冲压有限元模型,并通过Deform-3D软件对热冲压过程进行数值模拟。设定保压结束后U形件的最大减薄率以及最大温差作为评价指标,基于数值模拟和3因素5水平正交实验方法,分析了在多指标因素不同水平下冷却系统参数对保压结束后U形件的最大减薄率以及最大温差大小和分布规律的影响,获得参数的优化组合:冷却管道直径为Φ8.5 mm,两管道孔中心间距为30 mm,管道孔中心与模具型面距离为13 mm。通过热冲压实验,得到保压结束后U形件的最大温差为124.5℃,最大减薄率为4.73%,验证了优化参数组合的有效性,为热冲压模具冷却系统设计优化提供了理论参考。     

Method for optimizing the cooling design of hot stamping tools

During the past years hot-stamped components have gained considerable importance in the automotive industry. This is due to the advantageous properties involved, such as good crash behavior and high strength. In the production of hot-stamped components the blank is rapidly cooled by the tool. This exerts an important influence on the final properties and the process time. The tool is actively cooled by cooling ducts through which a medium flows. This article will present a newly developed method in which the design of the cooling ducts can be systematically optimized. A test tool is used to show the results of this method. It is easy to realize an optimized tool for the hot stamping process. Research is funded by the German Research Foundation (DFG) within the framework of research project FOR 522 “Basic research of the hot stamping process of ultra high-strength steels”     

热冲压模具冷却系统的设计及模拟分析

以某汽车B柱热冲压模具的冷却系统设计为例,先对管路布置、管径选择、管道位置参数和数目进行了初步设计;然后基于ABAQUS软件对模具进行了热模拟。模拟结果分析得出:板料冷却速度达到128℃/s,在400℃左右发生了马氏体相变;同时板料冷却十分均匀,平均温差几乎都在10℃以内。证明冷却管道的设计符合设计要求,为热冲压模具的设计提供依据。     

冲裁工艺方案专家系统的决策与实现

本文将冲裁件的特征信息以代码或数据的形式,输入计算机,并建立起冲裁件信息的数据库;然后将搜集到的各种关于冲裁工艺方案制定的知识和经验以冲裁工艺方案决策规则的形式输入计算机,建立起冲裁工艺方案决策规则库(工艺知识库);通过程序设计充分利用计算机的计算、逻辑分析判断、存贮以及查询等功能来自动生成冲裁工艺方案。提出将专家系统技术与关系型数据库相结合引入冲裁工艺方案设计过程中,实现了冲裁工艺方案的智能决策问题。对冲裁工艺方案知识的获取与表示、知识库的结构作了详细的讨论,并在此基础上设计了冲裁工艺方案专家系统。此系统利用数据库、专家系统及VC 6.0技术完成了冲模初始方案设计。冲裁工艺方案专家系统能够根据制件的精度及尺寸等条件的要求,输出最合理的工艺方案。利用此系统对空调机垫片进行冲裁工艺方案设计,取得了令人满意的成果。