Mit der Verschlechterung der Energiekrise und der Umweltprobleme, sind Energieerhaltung und -sicherheit der wichtigste Ausgangspunkt der Automobil Fertigungsindustrie geworden. Zwecks die oben genannten Ziele, Fahrzeuggewicht verringernd zu erzielen ist eine sehr effektive Methode, die zu die schnelle Entwicklung und die Anwendung des modernen hochfesten Stahls führt.
Der Gebrauch von heißer Formungstechnologie kann die Steifheit und die Stärke der Gesamtkörperstruktur erheblich verbessern, und die Fahrzeugabbruchssicherheit und NVH-Leistung erheblich verbessern; Viele Anwendungen dieser Technologie können das Gewicht von BIW effektiv verringern, Energieverbrauch verringern, Umweltverschmutzung verringern und verbessern die wirtschaftliche Leistung des Fahrzeugs. Zur Zeit entsprechend den Anforderungen der Körperstrukturstärke, wird heiße Formungstechnologie hauptsächlich an der Produktion von hochfesten Komponenten wie Vorder- und Rückseite Stoßdämpfern, a-Säulen, b-Säulen, c-Säulen, Dachverstärkungsstrahlen, Underbodykanalrahmen, Armaturenbrettklammern, inneren Platten der Tür, Türabsturzstrahlen, etc. angewendet (siehe Tabelle 1). Der Anteil heißen Teil dargestellten in BIW des ganzen Fahrzeugs kann erreichen mehr als 45%.
Zur Zeit ist heiße Formungstechnologie in den AutomobilProduktionsgesellschaften im In- und Ausland weitverbreitet gewesen. Bedeutende inländische Automobilhersteller haben weitverbreitete heiße Teil dargestellte für die Produktion und den Entwurf von Fahrzeugmodellen. Die Anzahl von heißen Teil dargestellten benutzt in einem einzelnen Fahrzeug hat im Allgemeinen 6 bis 10 erreicht, und die höchste Anzahl von Fahrzeugmodellen hat 24 erreicht.
Jedoch dieses sind heiße stempelnde Technologie und zu sterben Technologie von den Auslandsgesellschaften für eine lange Zeit monopolisiert worden. Die heißen Umformgesenke, die durch die meisten Hersteller benutzt werden, sind importiert und teuer. Dieses Mal, arbeiteten wir mit Wuhan-Eisen und Stahlforschungsinstitut zusammen, um die heiße Formungsform und die Teile b-Säule für einen bestimmten Personenkraftwagen von Dongfeng Company unter Verwendung des heißen Formungsstahls Wuhan-Eisens zu entwickeln und -stahls WHT1500HF. Dieses Papier stellt die Entwicklung des heißen Formwerkzeugs und der Teile mit b-Säule als Beispiel vor.
Entwicklung von thermoforming Teilen b-Säule
Das heiße Formungsbewertungsmaterial von b-Spaltenteilen ist WHT1500, das mit einer Stärke von 1.80mm Stahl ist. Die materiellen mechanischen Eigenschaften werden in Tabelle 1 gezeigt, werden die heißen bildenden Prozessprüfparameter in Tabelle 2 gezeigt, und die Kurve des mechanischen Eigentums wird im Abbildung 1. gezeigt
Analyse des thermoforming Prozesses
1. Randbedingungen
Die einfachwirkende Würfelstruktur wird angenommen, d.h. ist der weibliche Würfel auf die Oberseite, sterben der Mann ist auf der Unterseite, und die stempelnde Richtung ist wie in Abbildung 3 gezeigt
Randbedingung: die Ausgangstemperatur des Blattes ist 800 ° C, und die Blattübertragungszeit ist nicht mehr als 3.5s; Die Wartezeit des Blattes auf dem Würfel, bevor sie festklemmt, ist 3.5s; Die Freigabe zwischen Würfel und leerem Halter ist 1,5 x-Materialstärke; Der leere Halterdruck ist 1T; Die Formungsund festklemmende Geschwindigkeit ist 150 mm/s; Der haltene Druck während des Löschens ist 400t; Die Ausgangstemperatur der Form ist ℃ 100 ℃ auf der Oberfläche und 20 nach innen.
1. Randbedingungen
Gestaltungsanalyse
Der freie Raum des Teils wird durch Pamstamp ausgebreitet, um das Blatt zu erhalten, und das Formungsmodul wird in Pamstamp analysiert. In der Formungssimulation befindet sich der maximale verdünnte Bereich auf der Seite des Bereichs der unteren hälfte der neutralen Spalte (max-23% wie in der Zahl gezeigt), und der verdickte Bereich ist auf der Front des niedrigeren mittleren Bereichs der zentralen Spalte wie in der Zahl (+23,2% wie in Tabelle 4) gezeigt gezeigt. Entsprechend dieser Situation wurde es entschieden, um diesen Bereich während der Formverarbeitung und der Teilentstörung zu beachten.
3. Simulationsanalyse der Formung des Prozesses
Im Formungsmodul von Pamstamp, beobachten Sie die Formungszustand des Blechs während der Bewegung der Form. Abbildung 5 stellt dar, dass die obere Form 40mm, 20mm, 5mm weg von der unteren toten Mitte ist und das Letzte Fach bildete. Bei 5mm von der oberen Form zur unteren toten Mitte, kann es gefunden werden, dass unter der mittleren Spalte knittert. In der Ausprüfenphase der Form, ist das starke Drücken hier erfolgt.
4. Temperaturfeldanalyse
Die Temperaturverteilung des Teils zum Zeitpunkt der Formung, wenn das Oberleder sterben, ist am unteren Totpunkt wird erreicht durch das Analysemodul im Pamstamp-Modul. Um die Martensitstruktur schließlich zu erhalten, kann die Teiltemperatur beobachtet werden um als ℃ 665 durch Simulation höher zu sein, die an den Standard sich anpaßt und die löschenden Umwandlungszustände trifft.
5. Verteilung des Martensites in gelöschten Teilen
Führen Sie Analyse, wie in Abb. 6a gezeigt, die Teile werden gelöscht nach 10s im Würfel durch, und mehr als 90% der Teile sind in Martensit außer dem Einfluss der leeren Halterposition umgewandelt worden; Weil der leere Halter durch Laser-Ausschnitt abgeschnitten wird. Abb. 6b zeigt die Temperatur der Druckholding (10s). Wenn das Teil abgeschlossen wird, ist die Oberflächentemperatur kleiner als 200 ° C, und die Temperatur am leeren Halter ist höher, der mit der Verteilung des Martensites in Einklang ist.
6. Zusammenfassung der Formbarkeitsanalyse
(1) zeigen die Analyseergebnisse, dass das b-Säulenteil durch die heiße Formung WHT1500 produziert wird, und der Prozess ist durchführbar.
(2) ist der Bereich an der Unterseite des Teils der Risikobereich des materiellen Knitterns. Es wird empfohlen, um die drückende Kraft zu erhöhen und den Schneidspalt zu verringern, um den Materialfluss zu steuern.
(3) ist die Leiste an der Spitze des Teils am hohen Risiko des Knackens. Es wird empfohlen, um die Größe des Blechs zu verringern.
Formentwurf
1. Designprozess der heißen stempelnden Form
Der Designprozess der heißen stempelnden Form wird im Abbildung 7. gezeigt
2. Formstrukturentwurf
(1) sterben das heiße Stempeln Material ist Warmbearbeitung H13 sterben Stahl.
(2) Berechnung und Plan des abkühlenden Wasserkanals
①Berechnungsformel des Kühlkanals
Wo mw die Wassermassen ist, welche die Form in der Einheitszeit (kg/h) durchfließen; N ist die Anzahl von Rohren; Qw ist der abkühlende Wasserstrom eines einzelnen Rohres (m3/h); ρ W ist die Dichte des Kühlwassers bei einer bestimmten Temperatur (kg/m3), 1000 kg/m3; D ist der Durchmesser abkühlender Wasserstelle (M); V ist die Fließgeschwindigkeit des Kühlwassers (m/s); Tu ist die Einheitszeit, 3600s.
Wo Re Reynolds-Zahl ist; V ist kinematische Viskosität (m2/s), V=1.3077 bei 10 ℃ × 10-6m2/s。
②Kühlkanalplan
Der Durchmesser des Kühlrohrs ist 10-14mm; Der Mittelabstand zwischen angrenzenden Rohren ist 17~20mm; Der Mindestabstand von der Rohrmitte zum Profil ist mehr als 15mm. Die Kühlsysteme jedes Einsatzes sind Unabhängiges von einander, und die Kühlkanäle zwischen angrenzenden Einsätzen werden nicht mit einander angeschlossen.
Epilog
Durch die Praxis der Anwendung des inländischen heißen Formungsstahls, um heiße Umformgesenke und Teile für das Hauptmotorenwerk zu entwickeln, haben wir gelernt und beherrscht den Änderungsregeln des heißen Stempelns sterben Technologie und Heizung und abkühlende Organisation und sammelten etwas praktische Erfahrung. Während der Forschung und Entwicklung des heißen Formwerkzeugs für die b-Säule eines Personenkraftwagens, wurde der Würfelstrukturentwurf des Teils durch den CAE abgeschlossen, der Analyse des Teils, die Simulation der Änderung der Stärke des Teils auf dem Temperaturgebiet und die Kontrolle der Würfelstärke bildet. Nachdem man die heiße stempelnde Formung des Würfels ausgeprüft hat, werden metallografische Analyse und Zugversuch der Teile, die Struktur und die Stärke der Teile sichergestellt, um die erwarteten Bedingungen zu erfüllen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Anwendung des entworfenen und hergestellten heißen Formwerkzeugs für die b-Säule des Personenkraftwagens die technischen Bedingungen des Produktes erfüllt.