高强钢热冲切模具的磨损研究

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随着汽车轻量化理念的普及与发展,高强钢材料的应用越来越广泛,其热冲压工艺以独特的优势逐渐成为一项关键技术。然而,多数高强钢热冲压件都需要经历后续的冲裁、切边等处理,传统的冷冲切技术因为强度太高而难以实现,若采用激光切割则会涉及到二次定位问题,成本高昂且效率低下。因此,提出一种高强钢热冲切技术,即在高强钢板热冲压及淬火的过程中完成冲裁、切边动作。热冲切工艺所使用的模具结构复杂、材料昂贵、加工难度大、精度要求高,模具寿命是影响热冲切加工成本、经济效益的重要指标。磨损是模具寿命的主要影响因素,有必要对高强钢热冲切模具的磨损行为作进一步研究。  本文针对B1500HS板料热冲切过程中的模具磨损行为进行了探究,具体内容如下:  基于模具磨损的理论分析,探究了热冲切模具的磨损机制,并创建了热冲切模具磨损量的计算模型,据此提出了几种热冲切模具磨损的影响因素,为数值模拟及试验研究提供依据。  采用ABAQUS软件,对B1500HS板料热冲切过程进行了数值模拟,结合模具磨损理论,将修正的Archard模型耦合到其中,分别计算出几种不同工艺参数下模具的磨损量,通过对比分析了这些参数变化对磨损产生的影响。结果表明:模具间隙、板料温度、冲切速率均会影响热冲切模具的磨损情况,且不同的冲切轮廓对应的模具磨损程度也存在差异。模具间隙过大或过小都不利于提高模具的耐磨损性能,板料温度越高,模具磨损情况明显减轻,而冲切速率变大会加剧模具磨损。  考虑到实际生产时前后多次热冲切存在磨损累积的因素,连续进行了3000次高强钢热冲切试验,获得了不同模具间隙和冲切轮廓下模具的磨损情况,试验数据与模拟结果基本吻合。最后根据几种不同模具间隙及材料下模具的磨损情况以及冲切件的断面质量确定了较为合理的模具间隙和模具材料。
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