热冲压零件近年来越来越多的应用于汽车B柱等结构类零件中,热冲压零件目前主要采用激光切割技术实现零件的余料去除。为了降低成本,冷冲切技术便成为发展方向之一。热冲压零件相比于普通冷成形零件具有强度大硬度高等特点,在冷冲切时存在着断口质量差等问题。因此,选择合理的冲切参数,设计合理的刀具轮廓,对于提高零件断口质量,有效避免延迟开裂现象的发生具有重要意义。本文从实验和仿真两方面出发对热冲压零件冷冲切工艺与冲切刀具轮廓设计进行了研究。针对不同组成相的板材,通过实验研究了冲切间隙对于断口形貌、冲切力的影响规律以及在不同冲切间隙下板材组成相同断口残余应力大小以及延迟开裂现象之间的关系,基于一系列标准拉伸实验建立了考虑组成相的断裂准则。之后,建立了B柱局部特征件的冷冲切有限元仿真模型,通过有限元仿真研究了适用于局部特征件的最优冲切工艺参数并提出了刀具轮廓的优化设计方案。本文的主要研究内容下:1)基于一套表面温度可控的平板淬火模具系统实现了对930℃下完全奥氏体化硼钢板温度路径的精确控制制备出马氏体、贝氏体以及不同相体积分数下的混合组织。针对不同组成相的板材在三种间隙水平下进行了冷冲切实验,确定了适用于每种组成相板材的最优冲切间隙。同时,本文针对冲切实验后的板材,进行了断口附近的残余应力测试,研究了不同冲切间隙下板材组织与断口残余应力以及延迟开裂现象之间的关系。2)本文针对热冲压B柱成形后在零件中可能出现的马氏体、贝氏体混合组织,通过对不同组成相板材进行的一系列标准拉伸实验实现了单相组织以及特定体积分数下混合组织断裂行为的准确描述,并将相体积分数引入了断裂模型。基于有限元软件ABAQUS/Explicit,建立了B柱局部特征件的冷冲切仿真模型,并通过对比实验与仿真中冲切力大小验证了模型的准确性,为后续工艺方案的优化奠定了基础。3)基于前文建立的冷冲切有限元模型,本文进行了针对B柱局部特征件的冲切工艺参数优化。为了进一步降低冲切力,先后对冲切刀具的切断顺序和刃口倾角进行了优化设计,提出了适合冲切热冲压B柱局部特征件的刀具方案。最后,本文进行了针对不同组成相板材的冲切刀具硬度匹配设计,为特定组成相下热冲压材料的刀具硬度选择提供了一定参考。