汽车前地板热冲压成形模具设计及冷却效果仿真分析.pdf

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1、硕硕硕士士士学学学位位位论论论文文文汽车前地板热冲压成形模具设计及冷却效果仿真分析DESIGNOFTHEHOTSTAMPINGMOLDOFAUTOMOTIVEFRONTFLOORANDANALYSISINTHESIMULATEDQUENCHINGEFFECT刘刘刘祥祥祥意意意哈哈哈尔尔尔滨滨滨工工工业业业大大大学学学2012年年年07月月月国内图书分类号：TG702学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工工工程程程硕硕硕士士士学学学位位位论论论文文文汽车前地板热冲压成形模具设计及冷却效果仿真分析硕士研究生：刘祥意导师：邢忠文

2、教授申请学位：工程硕士学科：机械制造及其自动化所在单位：机电工程学院答辩日期：2012年07月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG702U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNOFTHEHOTSTAMPINGMOLDOFAUTOMOTIVEFRONTFLOORANDANALYSISINTHESIMULATEDQUENCHINGEFFECTCandidate:LiuXiangyiSupervisor:Prof.XingZhongwenAc

3、ademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MechanicalManufacturingandAutomationAliation:SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence:July,2012Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要热冲压成形工艺是将加热至奥氏体后的钢板进行成形并保压、淬火的新型复杂板材成形工艺，可以实现高

4、强度复杂零件的成形，有效地解决高强钢板件室温成形存在容易开裂、起皱、回弹大等缺陷。高强钢板由于比强度高、综合力学性能好，在同等安全系数下，可以有效的减轻汽车重量，在汽车行业中得到广泛应用。汽车前地板为车室前部的汽车驾驶席的地板结构件，对汽车的稳定性、安全性以及舒适性起着重要作用，是汽车的关键部件之一。研究汽车前地板热冲压成形模具及冷却系统设计关键技术和工艺参数对冷却效果的影响规律，在扩展热冲压成形技术在工程中的应用和推动热成形工艺的发展方面，具有重要的意义。借鉴冷冲压成形模具设计经验，用CATIA建立了汽车前地板的热冲压成形模具三维模型，

5、结合前地板的型面特点，采用型腔式和钻孔式相结合的方式。设计了汽车前地板热冲压成形模具及其冷却系统，使其强度满足要求。依据流体动力学原理，结合共轭传热理论，建立了有限元仿真模型。采用流体仿真分析软件CFX进行多工艺循环下的汽车前地板保压淬火阶段的数值模拟。通过模拟分析，验证了模具及冷却系统设计方案的合理性。分析了冷却水流速、保压力、保压时间、工艺循环次数等工艺参数对热冲压模具、热成形件冷却效果的影响规律。确定了汽车前地板热冲压成形的合理工艺参数。研究表明：汽车前地板热冲压成形时，合理的冷却水流速应不小于5m/s，保压力应不小于30MPa，保

6、压时间不小于10s；经历五次工艺循环后，模具的温度趋于稳定。关键词：汽车前地板；热冲压成形；冷却系统；共轭传热；仿真分析-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractAsaninnovativeformingprocessforHighstrengthsteel(HSS),hotstampingwithintegratedheating,formingandquenchinginoneprocess,caneectivelysoftentheblankandpreventitfromcrackingandwrinkling.Beca

7、useofthephasetransformationofaustenitetomartensitewithinthestampingoperation,theblankcanacquiresubstantialhightensileandyieldstrength.Underthesamesafetyconditions,HSScaneectivelyre-ducevehiclesweightduetoitshighspecificstrengthandgoodcomprehensivemechanicalproperties.HSSis

8、widelyusedintheautomotiveindustry.Automotivefrontfloor(AFF)isoneofthekeycomponentsofthecarwhichlo