汽车电机壳体精密成形工艺研究

发布时间：2017-09-30 23:22

  本文关键词：汽车电机壳体精密成形工艺研究

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【摘要】：拉深是板料塑性成形的一种重要方法,在制造业中有着广泛的应用。特别是阶梯筒形件的拉深工艺在工业生产中具有重要地位。现阶段汽车电机壳体的生产多数通过铸造成形,本文提出了采用板料拉深成形的工艺,在大批量生产中,不仅能满足尺寸精度要求,同时提高了产品的表面质量和使用性能,有效提高了产品的生产效率,具有一定的经济意义。本研究中,电机壳体为台阶圆筒形,具有较小的拉深系数,由于多道次拉深后加工硬化剧烈,而零件在成形过程中不能进行退火去应力处理,内应力非常严重,应力释放后尺寸不稳定的问题相当突出。所以,要保证零件的精度要求,就必须采用合理的成形工艺,使零件成形后的内应力较小,回弹也较小。而该零件的精度要求达到0.01mm,因此如何在保证产品精度的同时,提高拉深工艺的稳定性成为了本次工艺研究的重点与难点。本研究基于对圆筒件的拉深理论推导,分析在拉深过程中坯料应力应变分布,在推拉拉深工艺中,由压边板在坯料径向方向施加压应力,以抵消后续拉深中筒壁部分承受的凸模给予的拉应力,从而减小危险截面处的材料减薄,改善材料的流动性,提高了成形工艺的稳定性。通过先成形大圆角无凸缘圆筒件,在进行各台阶拉深和精整形,设计了五次拉深精整工序,合理分配每道拉深的拉深系数,先预成型每个阶梯圆,然后再对每个阶梯逐一整形。在拉深工艺最后一步,先将最小阶梯圆拉成比零件尺寸要求略小的尺寸,然后采用反拉深的精整形工艺,使该处材料内应力相互抵消,以减小板料回弹,使零件很好的贴合模具的形状,从而确保了零件高精度的要求。运用Dynaform数值模拟技术,对零件成形工艺进行数值模拟,观察成形过程中坯料的成形极限图,判断成形工艺的合理性与可行性。分析坯料拉深过程中的壁厚变化,判断成形工艺的稳定性。通过坯料的应力分布图,分析坯料成形中的回弹问题。最终得到合理的成形工艺。本研究通过理论分析及有限元数值模拟相结合,设计出合理的成形工艺,具有较高的可靠性,该工艺已投入实际生产,并且具有很好的工艺稳定性,为企业带来巨大效益,并积累了电机壳体拉深成形的宝贵经验。
【关键词】：电机壳体 筒形件拉深 推拉拉深工艺 数值模拟
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG386
【目录】：

• 中文摘要6-8
• abstract8-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 冲压研究现状12-14
• 1.2 板料成形数值模拟技术14-15
• 1.3 本课题研究意义15-16
• 1.4 本课题研究内容16-18
• 第二章 拉深理论分析18-32
• 2.1 冲压成形的应力-应变分析18-19
• 2.1.1 冲压成形时的应力状态18-19
• 2.1.2 冲压变形时的应变状态19
• 2.2 圆筒件拉深理论19-25
• 2.2.1 圆筒件拉深过程中应力应变状态20-22
• 2.2.2 圆筒件拉深的力学分析22-25
• 2.3 阶梯圆筒件多次拉深理论25-31
• 2.3.1 普通阶梯圆多次拉深25-27
• 2.3.2 推拉拉深工艺27-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 拉深工艺设计32-47
• 3.1 零件分析32-33
• 3.2 拉深工艺分析33-41
• 3.2.1 无凸缘筒形件拉深系数34-36
• 3.2.2 带凸缘筒形件的拉深系数36-38
• 3.2.3 拉深回弹分析38-39
• 3.2.4 拉深件质量的控制39-40
• 3.2.5 拉深工序的安排40-41
• 3.3 拉深工艺设计41-45
• 3.3.1 毛坯尺寸计算41
• 3.3.2 拉深工步设计41-44
• 3.3.3 凸凹模圆角尺寸44-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第四章拉深成形有限元分析47-59
• 4.1 板料成形数值模拟概述47
• 4.2 阶梯圆拉深数值模拟47-50
• 4.3 模拟结果分析50-56
• 4.3.1 多次拉深工艺结果分析50-52
• 4.3.2 推拉拉深工艺结果分析52-56
• 4.4 实际生产结果56-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第五章 结论与展望59-61
• 5.1 总结59-60
• 5.2 展望60-61
• 参考文献61-64
• 附录64-66
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果66-67
• 致谢67-68

【参考文献】

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本文编号：951025