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近年来,人们对汽车提出了越来越高的要求。既要减轻汽车车身的质量,以降低能源消耗,又要保证汽车的安全性能。提高汽车车身材料的强度是满足这些要求的有效方法,因此高强度钢板在汽车上的使用日益增多上。
钢板高强度化引起塑性下降,成形性变差,因此,高强度钢板是一种难以成形的材料。典型的成形缺陷有开裂、回弹、尺寸精度不良等,特别是在拉深成形过程中很容易出现粘模,甚至出现明显的划痕,严重影响拉深件的表面质量和模具的使用寿命。
本文采用方盒形件拉深成形的方法,研究日产高强度钢板SPFC590拉深过程中粘模的产生位置和扩展的过程,分析模具材料、凸凹模间隙等对粘模现象的影响本文通过对高强度钢板SPFC590进行方盒形拉深实验,观察了干摩擦和半干摩擦下,2.5mm和2.25mm两种模具间隙拉深时的粘模现象,分析了粘模部位的显微组织结构,为探讨拉深粘模机理,寻求合适的模具材料,优化拉深模具设计打下坚实的基础。通过实验得出以下结论:
(1)无涂层模具(SKD11、ADI、SLD)仅少数几次拉深就出现明显划痕,即发生粘模;超硬涂层(TiCN、TiC、DLC-Si)经120次拉深后均未发生粘模。
(2)凹模在拉深初期基本不存在划痕,拉深进行到快结束时方产生划伤,以后划伤现象越来越严重,划痕也越深越宽;工件划痕沿轴向分布,越到拉深最后阶段划伤越严重,且后一个工件比前一个的划伤严重。
(3)粘模产生位置没有出现在凹模圆角附近,而是出现在凹模出口附近,模具间隙变小时粘模位置扩大,整个凹模均有产生粘模的可能。
同时本文利用DEFORM-3D软件对SPFC590方盒形件的拉深过程进行了数值模拟,分析了模具在Z、X和Y各个方向上的载荷变化,从拉深力及侧压力的变化中探讨了粘模产生的机理;并通过对工件及凹模表面的温度变化和板料体积在拉深中的变化的分析,进一步对实验结果进行了解释和验证。