文档介绍：汽车钢板冲压成形表面损伤规律与控制方法研究张卫刚教授上海交通大学博士学位论文博士生:师:学科:专侯英岢于忠奇副教授机械工程车辆工程导业:上海交通大学机械与动力工程学院二零零九年九月学校代码:学号:
篐:...:—
候鲻日期:砌,年吕┤学位论文原创性声明上海交通大学学位论文作者签名:本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
指导教师虢劣叫日期:加。降夕月旷曰保密瓯在立年解密后适用本授权书。日期:年旱月上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文属于朐谝陨戏娇蚰诖颉啊獭不保密口。学位论文作者签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
汽车钢板冲压成形表面损伤规律与控制方法研究摘要为适应现代汽车轻量化、安全性和耐腐蚀性等发展趋势,高强度钢板和镀锌钢板在汽车上的应用越来越多。但高强度钢板和镀锌钢板在冲压过程中也遇到了诸多挑战,如高强度钢板冲压成形时由于需要更大的压边力和拉深力,在成形过和龟裂等表面损伤缺陷。板料表面损伤不仅影响了汽车的使用性能,而且加速了模具磨损,破坏了冲压工艺稳定性,提高了汽车制造成本。因此研究高强度钢板和镀锌钢板在冲压成形中的表面损伤行为,揭示各影响因素对板料表面损伤的影响规律,抑制或减轻高强度钢板和镀锌钢板表面损伤,对推广高强度钢板和镀锌钢板的工程应用、降低汽车制造成本有着重要的理论意义和实际价值。本文在借鉴和吸收国内外先进研究成果的基础上,针对高强度钢板和镀锌钢板在冲压成形中的表面损伤现象进行了系统研究。首先根据板料冲压加工中的变形、摩擦等特点以及板料表面损伤的特征建立板料表面损伤物理模拟实验及评价系统;在此基础上研究模具和工艺等因素对高强度钢板表面损伤的影响规律,建立高强度钢板表面损伤演化模型;接着研究不同模具硬度条件下钢板强度对板料表面损伤的影响规律,建立可抑制表面损伤缺陷的钢板与模具硬度匹配窗口;最后研究镀锌钢板表面损伤规律以及镀锌工艺对镀锌板表面损伤类型的影响,揭示镀锌钢板表面损伤特点以及产生机理。本文的主要研究内容如下:攵愿职宄逖辜庸ぬ氐愕陌辶媳砻嫠鹕宋锢砟D馐笛檠芯由于车身覆盖件冲压成形中钢板的塑性变形行为以及变形模式的复杂性,使用传统摩擦实验装置不能模拟钢板与模具间的接触摩擦。首先分析车身覆盖件冲压成形中钢板与模具间的接触摩擦特点以及板料表面损伤特征,设计一具有多种板料变形模式的复杂零件来研究钢板冲压加工中的板料表面损伤。为进一步研究模具、工艺及板料因素对板料表面损伤的影响规律,。最后基于车身覆盖件生产现场工况,制定钢板表面损伤影响因素变化范围,设计板料表面损伤模拟实验方案,咔慷雀职灞砻嫠鹕斯媛杉捌溲莼P徒以高强度钢板为研究对象,首先研究模具材料瓹合金铸铁、球墨铸铁和灰铸铁对钢板表面损伤的影响,结果表明,.合金铸程中更容易引起板料表面损伤,镀锌钢板在冲压加工中也出现了镀层粉化、脱落并研究板料表面损伤定量评价参数及其测量方法。
的—合金铸铁模具,研究模具和工艺条件等因素对钢板表面损伤的影响规律,得出可以通过提高模具硬度、模具表面粗糙度等级以及适当减小压边力等措施来减轻板料表面损伤缺陷。最后在物理模拟实验数据的基础上,建立高强度钢板表面损伤演化模型,并验证了模型的正确性。利用本部分的研究内容,可以综合考虑模具及工艺等因素来制定技术措施,进而抑制或减轻板料表面损伤缺陷。嫦蚋咔扛职灞砻嫠鹕说陌宀挠肽>哂捕绕ヅ浯翱诮随着钢板强度水平的提高,钢板冲压成形需要更高的压边力,冲压加工中更容易引起板料表面损伤,而且由于钢板硬度的提高,模具磨损也更严重。因此,对于不同强度等级的高强度钢板冲压成形,模具应进行不同的表面处理以得到不同级别的表面硬度。以高强度钢板、虳为对象,研究高强度钢板冲压成形时钢板强度与模具硬度的匹配问题。首先以钢板表面损伤尺为设计目标,以钢板硬度锤职迩慷、模具硬度、零件冲压次数为变量因子,进行瓸实验设计。在实验研究的基础上,建立二阶响应面模型,最后通过模型重构建立钢板与模具硬度匹配窗口。利用此匹配窗口,可有效指导模具选材、以及模具寿命预测,抑制高强度钢板表面损伤发生,降低产品废品率。菩扛职灞砻嫠鹕朔治热镀锌、热镀锌合金化和电镀锌是典型的镀锌工艺,不同性质的锌镀层与模具表