第42卷第12期 Vol. 42No. 12
模具
假压技木
FORGING & STAMPING TECHNOLOGY
热冲压模具冷却系统流速均匀优化研究
刘迪辉，万雨娴，张文甲
（潮南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南长沙410082）
2017年12月 Dec.2017
摘要：为优化热冲压模具的冷却系统，减小各型面水管之间的流速差异，提高成形件的产品质量，针对大流速型面水管，提出了将该水管的连接水管沿两个不同方向进行销置以降低流速的方法。以各型面水管的流速标准差为质量指标，设计正交试验，得到最佳偏置距离。由优化后的冷却系统流场及模面温度分析可知，两种偏置下各管道流速均匀性分别提高了86.2%和 77.6%，模面最高温度分别下降了18.5和11.6℃，模面平均温度分别下降了13.0和5.3℃。搭建了相应的试验系统进行流速测试，试验结果和仿真畴合。研究表明，该方法能有效改善模具冷却水管流速不均，提高模面温度均勾性。
关键词：热冲压；冷却系统；正交试验；模具优化；流速标准差 DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2017. 12. 019
中图分类号：TH16；TG76
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2017）12-0104-05
Researchonflowrateuniformoptimization ofhot stamping diecooling system
Liu Dihui, Wan Yuxian, Zhang Wenjia
( State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacture for Vehicle Body, Hunan University, Changsha 410082, China)
Abstract : For the water pipes with large flow rate profile, it was proposed that biasing the connecting pipe of water pipe in two different directions to reduce the flow rate in order to optimize the cooling system of hot stamping die, deduce the difference of flow rate among va-rious profiles of water pipes and improue the foming quality of forming parts. Then, taking the standard deviation of flow rate of various profiles of water pipes as quality index, the orthogonal test was designed to get the best offset distance. After the optimization, the flow
field analysis and die surface temperature analysis of the cooling
carried out, and under two kins of bias, the velocity
uniformity of each pipe increased by 86. 2% and 77. 6% respeetively , the maximum temp
xerature of die surface decreased by 18. 5 C and
11. 6 °C respectively, and the average temperature of die surface decreases by 13. 0 °C and 5. 3 °C respectively. Furthermore , correspond-ing experimental system was set up for flow rate test, and the experimental results were found to be in good agreement with the simulated results. The research results show that the method can effectively improve the uneven flow rate of the die cooling water pipe and the tem-perature unifomity of die surface.
Key words : hot stamping; cooling system; orthogonal test; die optimization; standard deviation of flow rate
高强度钢板目前满足了汽车轻量化的需求，且提高了汽车的安全性能，热冲压成形可以利用高强度钢板制造复杂的车身零部件，在现代汽车领域应用广泛。在成形件的冷却过程中，不同部位的冷却速度不同，可能导致零件发生翘曲变形、开裂，从而影响成形零件的尺寸精度和质量。
收稿日期：20170626；修订日期：20170928
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51405149）；潮南省自然科学基金资助项目（201631390158）
作者筒介：刘迪辉（1975-），男，博士，副教授 E-mail:; dihuiliu@ 163, com
通讯作者：万雨（1993-），女，颈土研究生万方数据il：1404118250@q:com
针对热冲压模具冷却系统优化，国内一些专家学者对此问题进行了研究。贺斌等进行了随形水管的参数设计，改变传统直孔加工的方式，根据模具表面形状来设计冷却系统。祁涛等[2]通过分析传热过程进行冷却系统研究。陈俊等[3-5]优化了冷却系统管道孔径、间距及水流速度。邓泽涵等)改变了水道换热系数并对模具进行耦合分析以优化冷却水道。国外学者HoffmannH等[7]利用优化算法设计了冷却系统。GeigerM等["]研究了在给定压力下冷却系统流速对冷却效果的影响。LimM等[9]通过改变冷却系统管径和管道间距优化了冷却系统。LiuH 等[10]采用混排式冷却系统实现均勾冷却。
由于成形件冷却速度与模具中冷却系统流速有