高强钢热冲压模具冷却系统快速设计方法

发布时间：2017-08-25 09:18

  本文关键词：高强钢热冲压模具冷却系统快速设计方法

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【摘要】：近年来,为了节能环保,低油耗、低排放的汽车得到了越来越广泛的使用。而实现这个目的的最有效方法就是在保证车身强度的前提下实现汽车的轻量化。目前,高强钢板的热冲压成形有着质量轻、强度高的特点,并已成为实现汽车轻量化,提高车身强度和安全性,同时成本相对较低的重要途径。热冲压成形的主要特点是集冲压成形与冷却淬火于一身。将加热到奥氏体温度以上完全奥氏体化的高强度钢板,送入内部带有冷却水道的热冲压成形模具中成形,保压的同时钢板被模具表面淬火,发生相变,奥氏体转化为板条状马氏体,强度大幅提高。因此,热冲压成形的核心技术在于模具内部冷却系统的设计,冷却系统的好坏直接影响成形件冷却淬火的效果,成形件性能的均匀性。目前,冷却系统的设计主要靠设计人员手工设计,对设计者的技术水平、设计经验依赖性较高。加上冷却系统的结构复杂,导致冷却系统的设计质量难以保证,热冲压模具的整体设计效率难以提高。本文结合热冲压模具冷却系统设计的特点,将冷却水道的设计流程分为冷却水道孔的设计、冷却水道线的设计和冷却水道的设计三个主要功能部分。通过端面边曲线曲率变化来识别分块端面形状特征,然后按照冷却水道孔的三角形布置方法,实现冷却水道孔的自动化排布。将冷却水道线分为直通型和T型,利用离散取点判断距离变化来识别模具型腔面特征,以实现冷却水道线的随形排布。通过参数化设计技术来实现冷却水道的自动化设计。结合贯穿式冷却水道和分块独立式冷却水道的优点,提出混合式冷却水道,满足各种类型的热冲压模具冷却水道设计。通过以上研究工作,基于UG/NX平台,开发了高强钢热冲压模具冷却水道设计系统。可有效提高热冲压模具冷却系统的设计效率和设计质量。
【关键词】：高强钢 热冲压模具 冷却系统 参数化设计
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG305
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 课题来源、背景和意义9-10
• 1.2 高强钢热冲压工艺的概述10-13
• 1.3 高强钢热冲压模具冷却系统的研究现状13-14
• 1.4 课题研究的主要内容14-16
• 2 高强钢热冲压模具冷却系统设计知识16-23
• 2.1 冷却水道参数的计算16-17
• 2.2 冷却水道的类型17-21
• 2.3 冷却系统的工作原理21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 3 冷却设计系统方案分析与确定23-38
• 3.1 冷却设计系统需求分析23-25
• 3.2 冷却设计系统的基本功能和框架25-27
• 3.3 冷却设计系统实现的关键技术27-36
• 3.4 冷却设计系统运行的平台与开发环境36-37
• 3.5 本章小结37-38
• 4 冷却水道的自动化设计方法38-48
• 4.1 冷却水道孔的三角形设计方法38-42
• 4.2 混合式冷却水道及设计方法42-44
• 4.3 冷却水道线的设计方法44-47
• 4.4 本章小结47-48
• 5 热冲压模具冷却系统的自动化设计实现48-59
• 5.1 冷却水道线的设计48-50
• 5.2 冷却水道线的检测与微调50-51
• 5.3 冷却水道、纵向进出水道和堵头孔的设计51-53
• 5.4 冷却设计系统的应用案例53-57
• 5.5 本章小结57-59
• 6 总结与展望59-61
• 6.1 本文总结59-60
• 6.2 研究展望60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-66
• 附录1作者在攻读硕士学位期间发表的论文66

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