С обострением энергетического кризиса и проблем окружающей среды, сбережения энергии и безопасность шли самой важной отправной точкой обрабатывающей промышленности автомобиля. Достигнуть вышеуказанных задач, уменьшая вес корабля очень эффективный метод, который водит к быстрым развитию и применению предварительной высокопрочной стали.
Польза горячей формируя технологии может значительно улучшить жесткость и прочность общей структуры тела, и значительно улучшить безопасность аварии корабля и представление NVH; Большое количество применений этой технологии могут эффектно уменьшить вес BIW, уменьшить энергопотребление, уменьшить загрязнение окружающей среды, и улучшают функционирование экономики корабля. В настоящее время, согласно требованиям прочности структуры тела, горячая формируя технология главным образом приложена к продукции высокопрочных компонентов как спереди и сзади бамперы, штендеры a, штендеры b, штендеры c, лучи подкрепления крыши, рамки канала underbody, кронштейны приборной панели, панели двери внутренние, лучи аварии двери, etc. (см. диаграмму 1). Пропорция горячих сформированных частей в BIW всего корабля может достигнуть больше чем 45%.
В настоящее время, горячая формируя технология широко была использована в компаниях обрабатывающей промышленности автомобиля в стране и за рубежом. Главные отечественные производители автомобилей широко использовали горячие сформированные части для продукции и дизайна моделей корабля. Число горячих сформированных частей используемых в одиночном корабле вообще достигало 6 к 10, и самое высокое число моделей корабля достигало 24.
Однако, этот горячая штемпелюя технология и умереть технология была монополизирована иностранными компаниями в течение длительного времени. Горячие формируя плашки используемые большинств изготовителями импортированы и дороги. Это время, мы объединили с утюгом Ухань и стальным научно-исследовательским институтом для того чтобы начать прессформу и части штендера b горячие формируя для некоторого пассажирского автомобиля Dongfeng Компании используя сталь утюга и стали WHT1500HF Ухань горячую формируя. Эта бумага вводит развитие горячих фасонного штампа и частей со штендером b в качестве примера.
Развитие частей штендера b thermoforming
Горячий формируя материал оценки частей столбца b WHT1500 стальное с толщиной 1.80mm. Материальные механические свойства показаны в таблице 1, горячие формируя отростчатые параметры теста показаны в таблице 2, и кривая механического свойства показана в диаграмме 1.
Анализ thermoforming процесса
1. Краевые условия
Одиночный действовать умирает структура принят, т.е., неподвижный штамп на верхней части, мужская плашка на дне, и штемпелюя направление как показано в диаграмме 3
Граничное условие: начальная температура листа 800 ° c, и время передачи листа нет больше чем 3.5s; Время ожидания листа на плашке перед зажимать 3.5s; Зазор между плашкой и наружной бабой толщина материала 1,5 x; Давление наружной бабы 1T; Формируя и зажимая скорость 150 mm/s; Держа давление во время гасить 400t; Начальная температура прессформы ℃ 100 ℃ на поверхности и 20 внутрь.
1. Краевые условия
Отливая в форму анализ
Пробел части раскрыт Pamstamp для того чтобы получить лист, и формируя модуль проанализирован в Pamstamp. В формируя симуляции, максимальная утонченная область расположена на стороне низкой - половинная зона нейтрального столбца (МАКС-23% как показано в диаграмме), и сгущенная область расположены на фронте более низкой средней зоны центрального столбца как показано в диаграмме (+23,2% как показано в диаграмме 4). Согласно этой ситуации, было решены, что обратило внимание эта область во время обработки прессформы и отладки части.
3. Анализ симуляции формировать процесс
В формируя модуле Pamstamp, наблюдайте формируя состоянием металлического листа во время движения прессформы. Показано что на диаграмму 5 верхняя прессформа 40mm, 20mm, 5mm далеко от более низкой мертвой точки и последняя сформированная часть. На 5mm от верхней прессформы к более низкой мертвой точке, она можно найти что там сморщивают под средним столбцом. В участке отлаживать прессформы, сильный отжимать будет сделан здесь.
4. Анализ температурного поля
Распределение по температурам части в момент формировать когда верхушка умирает на более низкий мертвый этап получено через модуль анализа в модуле Pamstamp. Получить структуру мартенсита наконец, температура части можно наблюдать, что была выше чем ℃ 665 через симуляцию, которая соответствует стандарту и соотвествует гася условия преобразования.
5. Распределение мартенсита в погашенных частях
Унесите анализ, как показано в FIG. 6a, части погасите после 10s в плашке, и больше чем 90% из частей были преобразованы в мартенсит за исключением влияния положения наружной бабы; Потому что наружная баба будет отрезана вырезыванием лазера. FIG. 6b показывает температуру удерживания давления (10s). Когда часть завершена, температура поверхности чем 200 ° c, и температура на наружной бабе выше, которая последовательна с распределением мартенсита.
6. Сводка анализа formability
(1) результаты анализа показывают что часть штендера b произведена горячий формировать WHT1500, и процесс возможен.
(2) зона на дне части зона риска материальный сморщивать. Порекомендованы, что увеличивает отжимая силу и уменьшает зазор плашки для того чтобы контролировать материальную подачу.
(3) филе вверху часть на рискованном трескать. Порекомендованы, что уменьшает размер металлического листа.
дизайн прессформы
1. Процесс проектирования горячей штемпелюя прессформы
Процесс проектирования горячей штемпелюя прессформы показан в диаграмме 7.
2. дизайн структуры прессформы
(1) горячий штемпелевать умирает материал будет горячей работая сталью плашки H13.
(2) вычисление и план охлаждая водяного канала
①Формула вычисления охлаждающего канала
Где, mw масса воды пропуская через прессформу во времени блока (kg/h); N число труб; Qw подача охлажденной воды одиночной трубы (m3/h); ρ w плотность охлажденной воды на некоторой температуре (kg/m3), 1000 kg/m3; D диаметр охлаждая водопоя (m); V скорость подачи охлажденной воды (m/s); Tu время блока, 3600s.
Где, Re Число Рейнольдса; V кинематическая выкостность (m2/s), V=1.3077 на 10。 × 10-6m2/s ℃
②План охлаждающего канала
Диаметр трубы охладителя 10-14mm; Разбивочное расстояние между смежными трубами 17~20mm; Минимальное расстояние от центра трубы к профилю будет больше чем 15mm. Системы охлаждения каждой вставки независимый одина другого, и охлаждающие каналы между смежными вставками не соединены друг с другом.
эпилог
Через практику использования отечественной горячей формируя стали для того чтобы начать горячие формируя плашки и части для главного моторного завода, мы учили и управленный правилам изменения горячий штемпелевать умирают технология и топление и охлаждая организация, и приобрели некоторый практический опыт. Во время научных исследований и разработки горячего фасонного штампа для штендера b пассажирского автомобиля, дизайн структуры плашки части был закончен через CAE формируя анализ части, симуляцию изменения прочности части в температурном поле и проверку прочности плашки. После отлаживать горячий штемпелюя формировать плашки, обеспечены, что соотвествуют metallographic анализ и растяжимый тест частей, структура и прочность частей предполагаемые. Результаты показывают что применение конструированного и изготовленного горячего фасонного штампа для штендера b пассажирского автомобиля выполняет технические требования продукта.