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多段裁縫式熱沖壓模具設計與研究

為了解決HONDA CIVIC K12的問題，作者曾文璟 這樣論述：

提升汽車吸收撞擊能量的能力可以透過製作不同強度鋼板來達成，其中一種方法為裁縫式熱沖壓成形，此製程是藉由控制模內淬火的冷卻速率進而控制鋼板各部位所需的強度，一般汽車大樑的多段強度性質大多利用焊接不同厚度或材質的鋼板進行沖壓成形，而本研究將利用無需增加零件數量的裁縫式熱沖壓方式使製程更為簡化，只需藉由加熱及冷卻來變換模具各個位置的溫度，以控制板材的冷卻速率差異，進而使單一板材經過一次熱沖壓製程即可獲得多種強度性質，研究首先設計多段裁縫式熱沖壓模具並建構模型，再應用有限元素軟體進行各項模擬分析，探討模具溫度分佈以及板材成形性等相關參數之研究，最後配合實驗以驗證模擬結果的準確性。研究結果顯示，模擬分

析連續二十次熱沖壓循環，可使無冷卻系統之模具溫度升高至320℃，為確保板材高強度區能達到要求的強度，轉置時間應在10秒之內完成，模具有浮料銷的設計可避免板材成形前降溫過快，有無此設計溫差達300℃以上，模擬板材成形後的厚度與實驗成品量測值之誤差均在4%以內，成品硬度比對結果顯示，模擬在淬火強化處及熱區450℃處準確性高，而熱區550℃處則因微觀組織與實驗不同而準確性低，比較裁縫式與多段裁縫式熱沖壓成形實驗結果後可以得知，多段裁縫式熱沖壓除了和裁縫式熱沖壓同樣能使板材具有高、低強度差之外，還能使兩強度之間產生漸變過渡的多段強度，當第一熱區分別為500、550℃，第二熱區皆為450℃時，兩者板材在

過渡區的硬度皆為平緩變化，然而為了使板材前段硬度保持穩定，模具兩熱區的溫差應盡量縮小，因此第一、第二熱區溫度為500、450℃可得到最佳的多段漸變強度。