多点位户外真空断路器箱体深拉深成型有限元分析

机械设计制造及其自动化论文，论文编号:JX1304 论文字数:23043.页数:43 附任务书，开题报告，文献综述,外文翻译

摘   要

拉深件在拉深过程过程中发生的起皱与破裂是零件的主要失效形式，复杂拉深件一般较难计算其变形程度，目前国内外在采用传统压力机上生产时，大都是一次拉深成形，为了降低模具设计制造的风险与成本，工业发达国家如日本、德国、美国等，在模具设计制造之前，通常运用有限元分析技术，模拟冲压过程，预测拉深过程中可能产生的起皱和破裂，及时修改冲压件的结构尺寸形状使之符合冲压件的冲压工艺条件。
 多点位控制压边进行拉深是近年来冲压的新工艺，是指在拉深过程时不同位置设置不同的压边力，因为拉深时如直边和圆角是要求有不同的压边力的。如此可提高拉深件质量。本文以多点位户外真空断路器箱体为例，在直边和圆角设置不同的压边力的情况下，论述了建立产品的三维CAD模型与有限元分析过程。分别从成形区域、安全区域、主应力等方面进行分析，分析结果表明虽然存在应力集中区域，但没有出现起皱和破裂现象，在一定的拉深高度下，表明了多点位控制压边进行拉深是可行的，以此分析结果，可作为模具设计制造的理论依据，同时可缩短多点位户外真空断路器箱体产品开发周期，降低产品生产成本。

关键词  多点位户外真空断路器箱体 拉深 CAD建模 有限元分析

Abstract
    Drawing pieces in the process of drawing in the course of the wrinkling and broken parts is the main form of failure, complex pieces of the general drawing more difficult to calculate the extent of deformation, in the traditional press at home and abroad on the production, is a big drawing Forming, in order to reduce the risk of mold design and manufacturing costs, industrialized countries such as Japan, Germany, the United States, in the design and manufacture molds, usually use finite element analysis, simulation stamping process, the process of drawing forecast may have wrinkling And break down, stamping parts in time to amend the size of the structure to conform to the shape of stamping parts stamping process conditions.
 Multi-point edge to control pressure in recent years is drawing a new stamping process, is in the process of drawing at different locations in different settings BHF, since the time of drawing straight edge and have different requirements fillet is the pressure - Force. This will improve the quality of drawing. In this paper, multi-point outdoor vacuum circuit breaker box as an example, in straight edge and fillet set BHF different circumstances, the establishment of products on the 3D CAD model and finite element analysis process. From forming regional, regional security, the principal stress, and other aspects of analysis, analysis showed that although the existence of stress concentration regions, but no wrinkling and the breakdown phenomenon, drawing in a certain height, showed that the multi-point edge to control pressure Drawing is feasible, the results of this analysis, design and manufacture of molds can be used as the theoretical basis, at the same time can be shortened multi-point outdoor vacuum circuit breaker box product development cycle and reduce production costs.

Keywords   Multi-point outdoor vacuum circuit breaker box  Drawing  CAD model   Finite element analysis
 
目  录

摘   要……Ⅰ
Abstract …Ⅱ
第1章  绪  论……1
 1.1 冲压模具行业发展现状…1
 1.2 未来冲压模具制造技术发展趋势1
 1.3 本文主要研究的内容……3
第2章  三维造型的设计方法……4
 2.1 三维造型方法……4
 2.1.1 线框造型…4
 2.1.2 曲面造型…4
 2.1.3 实体造型…5
 2.2 产品结构的主要特征和合理的建模顺序6
 2.3 曲面造型技巧……6
 2.3.1 化整为零…6
 2.3.2 建立光顺的曲面片控制线7
 2.3.3 轮廓线删繁就简构造曲面7
 2.3.4 从模具的角度考虑7
 2.3.5 曲面光顺评估……7
 2.4 本章小节…8
第3章  多点位户外真空断路器箱体……9
 3.1 多点位户外真空断路器箱体起皱和开裂现象的分析  9
 3.1.1 拉深件加工工艺  9
 3.2 模具设计时应注意的问题 ……12
 3.2.1 缓冲装置 12
 3.2.2 增加平衡块 ……12
 3.3 起皱和开裂现象的解决方法 …12
 3.3.1 零件起皱 12
 3.3.2 零件开裂 14
 3.4 本章小节 14
第4章  虚拟制造 16
 4.1 虚拟制造(VM) …16
 4.1.1 虚拟设计技术(VDT)……17
 4.1.2 虚拟制造技术(VMT)……17
 4.1.3 虚拟制造系统(VMS)……17
 4.2 虚拟制造在多点位户外真空断路器箱体模具中的应用 ……18
 4.2.1 多点位户外真空断路器箱体模具虚拟制造的开发流程 ……18
 4.2.2 多点位户外真空断路器箱体模具虚拟制造中的关键技术 …18
 4.3 虚拟制造目前的发展状况 ……20
 4.4 本章小节 21
第5章  有限元分析软件 22
 5.1 Pro/E向ANSYS进行模型数据转换的方式……22
 5.1.1 利用IGES中间标准格式转换…22
 5.1.2 使用ANSYS-Pro/E接口转换 …23
 5.2 有限元分析系统的发展现状 …23
 5.3 本章小节 24
第6章  设计内容 25
 6.1 真空断路器箱体工程图分析 …25
 6.2 绘制Pro/E三维图 ……25
 6.3 毛坯展开 27
 6.4 有限元分析 ……28
    6.5 成型性能评价标准 ……29
    6.6 分析结果 31
    6.7 本章小节 36
总   结……37
参考文献 …38
致   谢……39