模具人才网欢迎免费刊登模具人才招聘和模具人才求职信息,欢迎加入模具企业名录
   个人登陆      企业登陆 
 
  
  
  
模具人才网首页  |  企业招聘  |  人才求职 |  搜索职位  |  搜索人才  |   展览会  |  模具技术  |   会员服务


Google
 站内搜索
 


标题   全文
 


马达壳体拉深(多次拉深)工艺分析及数值模拟
    

摘要:板料拉深是金属塑性加工的一种基本方法,在国民经济各行各业中有着广泛的应用。特别是筒型件的拉深工艺在生产中具有重要的地位。随着加工技术的不断深化,加工件的精度日趋提高。提高金属壳体的拉深工艺,有着一定的经济意义。本文对马达壳体多次拉深成型工艺进行分析,通过有限元数值模拟对拉深成型特别是反拉深和变薄拉深的工艺过程进行分析,找出模拟过程中一些参数(有无压边圈、模具半锥角等)对各拉深工艺及成型质量的影响。从而通过优化参数来提高产品的性能和精度。
关键词:马达壳体,拉深,数值模拟,反拉深,变薄拉深。
1. 引言
随着加工工业的不断发展以及加工产品向着高精度、高质量和高难度的方向发展,板料的多次成型及特殊成型方法正得到越来越广泛的应用。马达壳体是一种表面质量和精度要求较高的零件,在实际生产中,金属件在成型过程中的外表质量却很难得到保证。所以,如何在实际生产中得到外观质量高,成型质量好的产品,成为很多制造商追求的目标。针对上述问题,为了缩短产品的生产制造周期,节约生产成本,本文通过数值模拟对制件的成型过程进行分析,预测马达壳体拉深成形时可能出现的各种问题,通过对拉深工艺的分析,找出一种合理的设计方法,以避免成形中可能出现的拉裂、起皱等缺陷的发生。文中主要介绍了马达半成品的反拉深和后续变薄拉深,目前应用板料成形数值模拟技术,可以有效地预测以上缺陷,从而确定合理的工艺方案以及毛坯尺寸等等,这样以来,就可以设计较为合理的模具结构,从而大大减少实际生产中的试模、调模时间,减少毛坯形状修改次数,对提高马达壳体拉深成形的质量和生产率具有一定的积极意义。

2. 产品分析
马达壳体的平面尺寸图如图所示。
由图1可以看出,该马达壳体成型较复杂,主要工艺是内圆的正拉深和外圆的反拉深,制件内外壳及底部壁厚不同,因此还包括变薄拉深成型的过程。且侧壁变薄量大,底部圆角较小,要求表面质量良好,精度较高,没有变形、划痕、起皱等缺陷。其结构是轴对称的筒型件,因此可以利用筒型件的拉深成型方法来处理。究其成型特征可以预定两套成型方案,即一次正反拉深复合成型和多次分步拉深成型,以便找到一种简单可行的方案。马达壳体所用的材料为37号钢(DQSK),材料厚度t=1.6mm。
3. 工艺分析
3. 1 毛坯直径的计算
利用拉深件体积不变原则计算得毛坯直径 D=58.4mm
查表得修边余量 T=2.8mm
则 D=58.4+5.6=64mm
3. 2 拉深工艺的确定
3. 2. 1 正反复合拉深
由于马达壳体是内外侧壁处于同向的筒型件,所以可以先考虑对其进行一次正反拉深复合成型。但有考虑到制件较复杂且深度较大,因此该种复合拉深工艺的可行性不是很大。鉴于实际需要,可先用有限元的数值模拟软件DYNAFORM对其成型过程作可行性分析,以便找出该工艺的缺陷。图2是通过数值模拟对成型过程的材料厚度变化和可行性进行分析的结果。
以看出利用正反复合拉深直接成型会导致材料厚度产生严重变化,并且在制件内部产生了明显的破裂和外部的起皱,显然达不到产品的要求。根据材料加工过程的材料流动规律,产生这种情况的原因是由于中间支撑柱(内圆侧壁)的存在,使得内壁无法从外部获得材料,只能靠自身变薄拉深,所以容易导致破裂。外部由于坯料较大,从而导致外壁拉深收缩时料无处流动,最终造成起皱。由此可以确定,采用内外同时成型不能功。所以初步确定先成型内壁再成型外壁的方案。

3. 2. 2 多次分步拉深

由材料相对厚度比t/D、高径比h/d 等算出拉深系数、拉深次数及各次拉深高度确定该马达壳体的拉深工艺过程,分别经过三次内孔拉深、冲孔、内孔变薄翻边、整形、外型反拉深、变薄拉深和整形工序。以下主要对马达半成品的外型反拉深和变薄拉深进行数值模拟的成型分析。
2. Dynaform拉深数值模拟和结果分析
采用Dynaform模拟软件对两种成型过程进行分析,求解器采用LS-DYNA,基于增量法有限元理论,分析结果准确可靠。该软件所有的缺省参数设置都是应用于冲压成形分析的。运用DYNAFORM进行分析之前,首先需要将PRO/E产生的文件转换成该软件可识别的igs格式,再将文件导入,如果导入后的文件信息有缺陷则可以用DYNAFORM软件自身的功能进行修复,以达到模拟的要求。
2. 1 确定模拟参数
拉延类型: Inverted Draw;
接触类型:Forming_One_Way_Surface_To_Surface ;
毛坯: 材料Type 37(板金成形模拟中一个 3-参数的理想模型,平面应力状态,各向异性材料),属性: BELYTSCHKO_TSAY SHELL,厚度方向积分点NIP:5;
凸模: 刚体,静摩擦系数: 0.125,动摩擦系数: 0.1,移动速率:8000mm/sec;NIP:3;
凹模:刚体,静摩擦系数: 0.125,动摩擦系数: 0.1;NIP:3;
压边圈: 刚体,静摩擦系数: 0.125,动摩擦系数: 0.1;NIP:3;
2.2 反拉深和变薄拉深的模拟结果
通过对坯料形状、压边圈及模具半锥角等参数的控制,使模拟结果尽量趋近实际情况,从而得到质量高的合格产品。另外在变薄拉深过程中存在着凹模半锥角和一次变薄率的影响。半锥角一般在10-15度间,而如果变薄率超过材料的临界变薄率,就会使制件产生拉裂,必须分多次变薄拉深。一般临界变薄率为0.25-0.30之间。就该壳体的变薄率(t-t’)/t=(1.6-1.45)/1.6=0.09远小于临界值,所以一次拉深不会产生裂纹,下面的模拟结果图也说明了其正确性。
反拉深及变薄拉深模拟材料的厚度变化及可行性图:从图中可以看出经过反拉深和变薄拉深工艺后的分析,结果显示制件厚度发生变薄,达到产品的要求,表面光滑且无裂纹和起皱,符合实际生产的需要。
4. 总 结 语
本文对马达壳体的反拉深与变薄拉深的成型过程作了分析,并将影响成型的各因素考虑到工艺过程中,通过有限元的数值模拟对两种成型方案进行可行性的分析,最终确定复合要求的方案。由分析结果可知,对凹模锥角等参数的优化以及反拉深和变薄拉深的应用,可以明显提高金属制件的表面质量,达到实际生产的要求。另外利用有限元数值模拟技术可以缩短模具研制周期,提高产品的经济效益。


来源:网络  点击:2395


       


个人免费注册  |  企业免费注册  |  关于我们  |  会员服务  |  客户案例  |  本站声明  |  友情链接   
模具人才网免费发布模具人才招聘/数控人才招聘和模具人才求职/数控人才的求职信息;本站永久域名:www.mjrcw.com
模具人才网客服电话:0510-82092292  模具人才网客户服务传真:0510-80304988  模具人才网邮箱:[email protected]
模具人才网客户服务QQ:270677577  360770660  QQ群:2093480(已满) 126830090(已满)  QQ群:218203467
模具人才网所有招聘信息、人才信息、资讯内容,未经书面同意,不得转载
版权所有:模具人才网    工信部ICP号:苏ICP备05066654号