沖壓與模具工藝:空調鈑金件結構優化設計及沖壓成形仿真

行業動態 ????|???? 2020-04-20
摘要:在當今,隨著國民經濟的飛速發展,人們對空調的需求量可謂是有增無減,而在激烈的市場環境競爭下,其中的利潤卻表現出了明顯下滑的趨勢,因此,如何降低空調生產成本和提升空調利潤空間也就成了首先需要解決的問題。而在空調中,鈑金件作為其主要的支撐件,無論是在運輸費用方面還是材料費用方面,都在成本中占據了很大比例,因此,對這一方面進行優化設計就成了控制最有效措施。

  在當今,隨著國民經濟的飛速發展,人們對空調的需求量可謂是有增無減,而在激烈的市場環境競爭下,其中的利潤卻表現出了明顯下滑的趨勢,因此,如何降低空調生產成本和提升空調利潤空間也就成了首先需要解決的問題。而在空調中,鈑金件作為其主要的支撐件,無論是在運輸費用方面還是材料費用方面,都在成本中占據了很大比例,因此,對這一方面進行優化設計就成了控制最有效措施。
 
  一、空調鈑金件的結構優化設計
 
  在對空調鈑金件的結構進行優化設計時,往往是多個設計參數進行調整的,而調整的不同參數,最終對結構的影響程度也是不盡相同的。因此,在對參數進行選擇調整就顯得十分必要了。就具體而言,則從可以下這幾個方面出發進行機構優化設計:
 
  1)結構優化設計的基本流程
 
  上文講到,在對結構進行優化設計的過程中,設計參數,即設計變量的不同選擇會導致對結果產生不同的影響。由此可見,對設計變量的選擇是尤為重要的,而總結過往的經驗不難發現,在采用了靈敏度分析的情況下,是提升了優秀設計變量選擇的,同時,也是可以有效提高優化結構的準確性和高效性的。而就具體的結構優化設計基本流程而言,如圖1。
  圖1 結構優化設計基本流程
 
  2)結構優化設計靈敏度分析
 
  在一般情況下,結構優化設計靈敏度的分析一般可分為兩種方式,即:因變量的變化/自變量的變化和因變量的相對變化/自變量的相對變化。綜合而言,可以明顯看出,靈敏度是作為求導信息而存在的,并且,其也是作為一種對設計變量和參數引起的結構特性響應變化率的方式。由此可見,在結構修改和優化設計中,靈敏度是及其重要的。
 
  另外,在交互式計算機輔助設計的過程中,其結構的改變,相關的設計人員也可依靠靈敏度信息來完成。需要注意的是,在此過程中,一般算出的是結構響應值對于設計變量的導數,通過導數,進而確定結構相應最為敏感的部分,最終獲得最需要的靈敏度系數和設計參數。
 
  二、空調鈑金件沖壓成形仿真
 
  1)空調鈑金件中面有限元模型的建立
 
  在該部分內容中,其大致可分為兩部分內容,即CAD模型的導入和工藝補充的建立。就具體而言,若想要底板沖壓過程的模擬得到建立,首先建立DP23底板的幾何模型是必要的。而在一些較為復雜的零件中,其模型的建立則就需要CAD系統來進行建立,然后轉移到分析軟件中,從而實現三維模型的建立。而就工藝補充面的建立而言,其主要指對導入CAD模型抽取模型的中面,然后對工藝孔進行填補或對限元網格和劃分,最終對沖壓的方向進行確定。而在拉延方向進行確定時,需要對以下幾點進行深刻分析,即:①拉延凹模和拉延凸模是否相切合。②保證凸模相對于兩側的拉入角是相等的,并且盡可能保證凹模和毛坯的接觸處于平穩狀態。③拉入深度應該盡量保持到最小,并且整體的拉入深度要保持均勻。④在接觸的過程中,應該保證其同時接觸,并使接觸的面積較大且集中。需要注意的是,在拉延的過程中,應該盡可能的保證拉延的方向保持一致,以防止破裂或起皺的情況發生,另外拉延的方向也是直接影響著材料塑性變形能力的。
 
  毛坯形狀確立
 
  在一般情況下,毛坯的形狀都是較為復雜的,而且其形狀也是難以通過幾何展開來獲得初始坯料形狀的,并且,在不考慮塑性變形的情況下,其拉延后所表現出尺寸也是不夠精確的。另外,因為程序計算出的都是理想狀態下的胚料模型,所以在實際生產過程中,還應該考慮其經濟性和方面排樣等,因此,在進行胚料的選擇時,一般選較為規則的。
 
  2)建立沖壓成型有限元模型和工藝參數的選取
 
  就沖壓成形有限元模型的建立而言,其主要是利用DYNAFORM的模面工程來進行的,首先,將地面中面的有限元網格向你偏移0.55t,在該過程后,也就得到了凸模,其次,向外偏移0.55t,也便得到了凹模。最后,在凸模邊沿建立壓邊圈,也就得到了凹模、凸模以及壓邊圈的有限元網格模型。而就工藝參數的選取而言,則主要是在符合實際情況的前提下,為了適應分析或降低計算時間,進而對工藝參數有一些調整。需要注意的是,在摩擦系數不斷增大的過程中,板料成型后最大減薄量增大,最大增厚量也會相應減少,因此,在對摩擦系數進行選擇時,合適是非常重要的。
 
  三、結束語
 
  綜上所述,隨著科學技術的不斷發展,將現今的技術應用到實際的產品中是尤為重要的,不僅打破了傳統的設計理念,而且在傳統設計理念的基礎上建立起了新的設計理念,同時,也為空調企業的持續發展提供了必要支持。
 
  【興迪源機械簡介
 
  興迪源機械(Xingdi Machinery)是一家專注流體壓力成形技術的鍛壓設備制造企業。自2007年創立以來,興迪源機械一直致力于內高壓成形的技術創新和產品研發。主營產品范圍從生產普通液壓設備,現今發展至生產、研發國內頂尖流體壓力成形技術的鍛壓設備。
450噸(t)伺服金屬三通管成型液壓機
 
  興迪源機械是先進輕量化成形技術的提供者,從產品研發、設備生產、模具研制、方案定制,直至最終交付及提供增值服務,我們為客戶提供的不僅僅是一臺液壓設備,而是一整套智能制造成形方案。
 

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