折弯件冷冲压模具失效分析

一、弯曲件冷冲模失效分析（论文文献综述）

程威^[1]（2019）在《车身超高强钢热成形件冲压工艺及模具结构可靠性优化设计研究》文中研究指明汽车工业的高速发展使环境污染、能源危机与交通安全等问题日益严峻,实现汽车轻量化设计是解决上述问题的有效方式之一。为了在汽车轻量化设计过程中满足碰撞相关标准,新材料和新工艺被越来越多的应用于车身设计中。在车身结构的设计过程中,先进高强钢的使用可以在降低零件质量的情况下,满足车身的碰撞性能。作为典型的轻质材料,高强度钢板已大量于车身关键零部件中,例如结构件和安全件等。随着高强度钢的抗拉强度的提高,高强度钢的塑性大幅降低,在冷冲压过程中存在开裂、起皱和回弹等成形缺陷,限制了其在车身中的使用。热成形技术将冲压成形工艺与热处理工艺有效地结合起来,充分利用高温下板材的成形性能好的特点,解决了高强度钢常温下成形性能差的问题。与此同时,热成形工艺中淬火后的材质具备较高的强度和塑性,大幅提升了车身的结构强度并有效降低了车身的质量,具备较好的轻量化前景。然而,当前热成形零件设计和性能分析、热成形模具冷却系统设计以及热成形模具服役性能研究等方面依然存在部分盲区,影响了热成形零件的开发效率及服役性能。因此,开展热成形零件结构、工艺参数、装备开发及服役性能研究有重要理论意义和实际应用价值。为了探索热成形零件及其装备的关键性能,以高效指导热成形件开发过程,本文首先研究了考虑热冲压效应的热成形件结构和工艺设计方法,并对耦合“结构-工艺-性能”的热成形件可靠性设计和优化方法进行了系统的研究;其次,为了提高热成形模具冷却水道的设计效率,提出了兼顾模具结构强度、冷却能力和冷却均匀性的热成形模具的冷却水道设计方法;最后,提出了考虑成形模具磨损量、结构强度和冷却性能的热成形模具的服役性能评价方法,分析热成形工艺过程中各个参数对服役性能的影响。本文的具体研究内容如下:（1）热成形件“结构-工艺-性能”耦合仿真分析方法研究,首先提出了热成形结果信息向碰撞模型的映射方法,基于Voce模型实现热成形钢淬火后性能的精确定义,开发了考虑热成形效应的碰撞耦合仿真方法。在此基础上,本文基于元模型技术、蒙特卡洛方法以及遗传算法等开发了一套通用的多目标可靠性设计方法。其次,选取了典型热成形件门槛梁以及前门防撞梁为研究对象,进行了零件的结构、工艺以及性能的设计和优化,优化结果表明,确定性优化设计方案虽然提升了典型热成形件的抗撞性能,但零件成形性能相对较低,导致可靠性降低;而可靠性优化设计方案所获得的零件虽然牺牲了部分抗撞性能,但该方案具备更好的可靠性和稳健性,能够更好地指导实际开发过程。（2）考虑成形特性的变厚度热成形件设计方法研究,为进一步探索热成形技术在车身轻量化中的应用前景,提高热成形件的设计效率并降低失效风险,提出了变厚度热成形件“工艺-结构-性能”优化设计方法,探索了热成形件关键工艺参数以及厚度区间分布对零件抗撞性和成形性的影响。在此基础上,基于多目标确定性和可靠性设计优化方法,研究了变厚度热成形零件各重要参数对其成形性能和抗撞性能的影响。选取了典型热成形变厚度零件B柱加强板,并通过三点弯试验和局部碰撞试验,获取了零件的抗撞性指标,完成了变厚度零件的工艺参数及厚度分布的设计和优化,优化结果表明,可靠性的设计方案在满足抗撞性的前提下,具备更好的成形性;同时,可靠性设计方案具备更好的稳健性和适用性。（3）热成形模具设计方法研究,为提升热成形模具冷却水道设计效率,并降低设计失效的风险,提出了一种热成形模具冷却水道设计方法,充分考虑了模具的结构强度、冷却能力和冷却均匀性等关键性能。首先,提取了热成形模具的冷却水道关键设计参数,并通过能量平衡原理确认了参数的设计空间;其次,提出了热成形模具关键性能的评价指标,以实现对热成形模具性能的准确评估;在此基础上,运用集成粒子群算法和蒙特卡洛模拟方法的多目标可靠性优化方法,以获取最优的模具冷却水道设计方案。研究结果表明:可靠性设计方案大大提高了模具的冷却性能、冷却均匀性,同时兼顾了模具的结构强度,通过模具生产的零件,具备较好的综合力学性能,本文提出的方案较好地指导了项目开发过程。（4）考虑工艺参数的热成形模具服役性能研究,为了探索热成形模具的服役性能,研究各关键工艺参数对模具综合性能的影响,提出了基于可靠性优化方法的热成形模具关键工艺参数设计方法,解决了热成形模具磨损、冷却能力及结构强度之间的矛盾。首先,提出了融合Archard方法、模具寿命预测方法和热冲压工艺全工序有限元模型的数值模拟方法;在此基础上,通过多目标确定性和可靠性优化设计方法,获取优化设计方案;最后,通过优化设计方案指导实际项目开发过程,并跟踪模具的磨损情况,验证本文提出的方法。研究结果表明,本章提出的方案有效减少了模具的磨损,并提高了模具的结构强度和冷却能力,具备较好的工程适用性。

石其年^[2]（2006）在《冷冲模具的失效形式及其对策分析》文中研究说明模具失效是影响其使用寿命和生产效益的重大技术问题。本文介绍了冷作模具失效的类型,分析了各种失效形式的特点和产生的原因与机理,提出了一些预防模具失效的工艺技术和管理措施,可供模具设计、使用时参考。

夏卿坤,胡冠昱^[3]（2004）在《提高冷冲模具使用寿命的途径》文中进行了进一步梳理分析了冲模失效的形式及主要影响因素,从模具的合理设计、模具材料的合理选用、正确运用热处理技术、模具的加工、模具的表面强化技术和模具的正确使用、维护等方面探讨了提高冲模寿命的途径。

张正修,张镇,赵向珍^[4]（2004）在《冲模的失效及寿命》文中认为模具费在冲件生产成本构成中占有较大比重。冲模寿命低必然增加冲件生产成本 ,这样不仅会降低产品的市场竞争力 ,还会加重制模任务 ,使原本紧缺的制模能力更趋紧张。针对冲模失效分析了原因 ,并提出了提高冲模寿命的若干措施。

瞿学良^[5]（2002）在《提高汽车挡圈缺口冲模寿命的探讨》文中进行了进一步梳理分析了汽车挡圈缺口冲模早期失效的原因,并根据它来指导选材和制定热处理工艺,使冲模寿命提高5倍以上,大大降低生产成本。

张正修,马新梅,李欠欠^[6]（2002）在《预防冲模提前失效的对策》文中认为针对长期以来国内冲模寿命偏低的实际情况 ,通过对大量永久失效冲模的剖析 ,介绍冲模的失效形式 ,提出预防冲模提前失效的对策。

张正修,马新梅,李欠欠,唐久^[7]（2002）在《冲模的失效形式及原因浅析》文中认为新产品样试与批试中,用各种简易、经济、短寿命的冲模是合理的。只有在新产品定型后,才按其投产批量选择寿命适宜且能满足质量与生产效率要求的全钢冲模生产冲压件。在冲压件生产成本中,模具费占的比例较大,降低冲压件成本大有潜

张正修,李欠娃,唐久^[8]（2002）在《冲模寿命》文中认为介绍了冲模的修理类别及其修理周期的构成 ;给出了冲模使用寿命、刃磨寿命的评定办法及其寿命概略值。

倪兆荣,吴文山,吴雄彪,郑一平^[9]（2002）在《弯曲件冷冲模失效分析》文中认为通过对弯曲件冷冲模各加工工艺和金相显微组织的分析,分析了冷冲模产生裂纹的原因,并提出了防止裂纹产生的工艺措施。

张正修,李欠娃,唐久^[10]（1998）在《保障冲模合理使用寿命的途径》文中认为提高冲模寿命是降低产品成本的关键环节。通过对国外冲模生产观察与失效分析以及与国外冲模用料、制模工艺及寿命对比，提出国内适用的提高冲模寿命的若干建议。

二、弯曲件冷冲模失效分析（论文开题报告）

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、弯曲件冷冲模失效分析（论文提纲范文）

（1）车身超高强钢热成形件冲压工艺及模具结构可靠性优化设计研究（论文提纲范文）

摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 热成形技术简介

1.2.2 热成形件在汽车车身中的应用

1.2.3 国内外相关研究现状

1.3 存在的问题与研究目的

1.3.1 存在的问题

1.3.2 研究目的

1.3.3 课题来源

1.4 论文研究思路和主要研究内容

第2章热成形耦合分析方法及可靠性优化设计方法

2.1 引言

2.2 热冲压效应映射方法

2.3 多目标可靠性优化设计方法

2.3.1 确定性优化和可靠性优化模型

2.3.2 蒙特卡洛算法

2.3.3 基于代理模型的多目标优化

2.3.4 热成形件的成形性能和抗撞性能评价指标

2.3.5 耦合“工艺-性能”的可靠性优化模型

2.4 本章小结

第3章热成形CAE模拟及参数灵敏度分析

3.1 引言

3.2 超高强钢板热成形理论基础

3.2.1 传热分析理论

3.2.2 热力耦合分析理论

3.2.3 流固耦合分析理论

3.2.4 材料相变理论

3.3 热成形件CAE分析

3.3.1 门槛梁热成形CAE分析

3.3.2 TRB热成形件CAE分析

3.4 本章小结

第4章基于可靠性方法的热成形零件耦合优化设计研究

4.1 引言

4.2 等厚度热成形件“工艺-性能”耦合可靠性设计

4.2.1 热成形门槛梁可靠性设计

4.2.2 热成形前门防撞梁可靠性设计

4.3 TRB热成形件“工艺-性能”耦合可靠性设计

4.3.1 基于三点弯曲试验的TRB B柱可靠性设计

4.3.2 基于局部碰撞试验的TRB B柱可靠性设计

4.4 本章小结

第5章基于可靠性方法的热成形模具优化设计研究

5.1 引言

5.2 热成形模具结构和冷却性能的可靠性设计

5.2.1 热成形工艺数值模拟分析

5.2.2 模具冷却性能及其工艺参数分析

5.2.3 基于可靠性方法的优化设计流程

5.2.4 优化结果和试验验证

5.3 热成形模具服役性能的可靠性设计

5.3.1 热成形模具磨损数值模拟方法

5.3.2 热成形模具磨损和冷却性能设计和优化

5.3.3 优化结果和讨论

5.3.4 模具磨损验证和运用

5.4 本章小结

总结与展望

主要结论和创新点

研究展望

参考文献

致谢

附录A 攻读博士学位期间所发表的学术论文目录

（2）冷冲模具的失效形式及其对策分析（论文提纲范文）

1 前言

2 冷冲模失效的种类和原因

3 各种失效产生的原因及预防措施

3.1 磨损失效

3.2 断裂失效

3.2.1 过载断裂

3.2.2 裂纹扩展断裂

(1）防止淬火裂纹的办法

(2）防止回火裂纹的办法

(3）防止自发裂纹的办法

(4）防止磨削裂纹的措施

(5）防止脱碳开裂的方法

(6）防止电火花加工裂纹的措施

3.3 疲劳失效

3.4 变形失效

（3）提高冷冲模具使用寿命的途径（论文提纲范文）

1 模具失效的形式

2 影响冲模使用寿命的主要因素

2.1 冲压过程

2.2 冲模

3 提高冲模使用寿命的途径

3.1 优化冲模的设计

3.1.1 确定合理的冲裁间隙

3.1.2确定合理的模具结构

①棋具工作零件的设计

②模底扳、卸料板的设计及导向的选择

3.2 正确选择冲模材料

3.3 进行合理的热处理

3.4 合理地安排冲模制造工艺及保证加工精度

3.5 用表面强化法来提高冲模的使用寿命

3.5.1 离子渗氮

3.5.2 气相沉积

3.5.3 激光表面处理

3.5.4 电火花表面强化工艺

3.6 冲模的装配、保养与维修

4 结论

（8）冲模寿命（论文提纲范文）

1 冲模的修理

1.1 冲模的修理类别

1.2 冲模的修理周期

2 冲模寿命的确定

2.1 刃磨寿命

2.1.1 刃磨量及刃磨次数

2.1.2 各类冲模刃磨寿命概略值

2.2 冲模总寿命

（9）弯曲件冷冲模失效分析（论文提纲范文）

引言

1 弯曲件冷冲模的制造工艺及各项检测结果

1.1 模具材料的检验

1.2 模具钢的冶金质量

1.3 弯曲件冷冲模的制造工艺

1.3.1 锻造工艺对失效形式的影响

1.3.2 热处理工艺对模具失效形式的影响

1.3.3 其它情况对失效形式也有一定的影响

2 分析与讨论

2.1 断口宏观分析

2.2 锻造工艺分析

2.3 热处理工艺分析

2.4 金相显微组织分析

2.5 模具工作时受力情况分析

3 工艺改进措施

3.1 严格执行锻造工艺

3.2 淬火预热

3.3 适当提高回火温度

3.4 保证加工精度和装配精度