多點位戶外真空斷路器箱體深拉深成型有限元分析

機械設計制造及其自動化論文，論文編號:JX1304 論文字數:23043.頁數:43 附任務書，開題報告，文獻綜述,外文翻譯

摘   要

拉深件在拉深過程過程中發生的起皺與破裂是零件的主要失效形式，復雜拉深件一般較難計算其變形程度，目前國內外在采用傳統壓力機上生產時，大都是一次拉深成形，為了降低模具設計制造的風險與成本，工業發達國家如日本、德國、美國等，在模具設計制造之前，通常運用有限元分析技術，模擬沖壓過程，預測拉深過程中可能產生的起皺和破裂，及時修改沖壓件的結構尺寸形狀使之符合沖壓件的沖壓工藝條件。
 多點位控制壓邊進行拉深是近年來沖壓的新工藝，是指在拉深過程時不同位置設置不同的壓邊力，因為拉深時如直邊和圓角是要求有不同的壓邊力的。如此可提高拉深件質量。本文以多點位戶外真空斷路器箱體為例，在直邊和圓角設置不同的壓邊力的情況下，論述了建立產品的三維CAD模型與有限元分析過程。分別從成形區域、安全區域、主應力等方面進行分析，分析結果表明雖然存在應力集中區域，但沒有出現起皺和破裂現象，在一定的拉深高度下，表明了多點位控制壓邊進行拉深是可行的，以此分析結果，可作為模具設計制造的理論依據，同時可縮短多點位戶外真空斷路器箱體產品開發周期，降低產品生產成本。

關鍵詞  多點位戶外真空斷路器箱體 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  錄

摘   要……Ⅰ
Abstract …Ⅱ
第1章  緒  論……1
 1.1 沖壓模具行業發展現狀…1
 1.2 未來沖壓模具制造技術發展趨勢1
 1.3 本文主要研究的內容……3
第2章  三維造型的設計方法……4
 2.1 三維造型方法……4
 2.1.1 線框造型…4
 2.1.2 曲面造型…4
 2.1.3 實體造型…5
 2.2 產品結構的主要特征和合理的建模順序6
 2.3 曲面造型技巧……6
 2.3.1 化整為零…6
 2.3.2 建立光順的曲面片控制線7
 2.3.3 輪廓線刪繁就簡構造曲面7
 2.3.4 從模具的角度考慮7
 2.3.5 曲面光順評估……7
 2.4 本章小節…8
第3章  多點位戶外真空斷路器箱體……9
 3.1 多點位戶外真空斷路器箱體起皺和開裂現象的分析  9
 3.1.1 拉深件加工工藝  9
 3.2 模具設計時應注意的問題 ……12
 3.2.1 緩沖裝置 12
 3.2.2 增加平衡塊 ……12
 3.3 起皺和開裂現象的解決方法 …12
 3.3.1 零件起皺 12
 3.3.2 零件開裂 14
 3.4 本章小節 14
第4章  虛擬制造 16
 4.1 虛擬制造(VM) …16
 4.1.1 虛擬設計技術(VDT)……17
 4.1.2 虛擬制造技術(VMT)……17
 4.1.3 虛擬制造系統(VMS)……17
 4.2 虛擬制造在多點位戶外真空斷路器箱體模具中的應用 ……18
 4.2.1 多點位戶外真空斷路器箱體模具虛擬制造的開發流程 ……18
 4.2.2 多點位戶外真空斷路器箱體模具虛擬制造中的關鍵技術 …18
 4.3 虛擬制造目前的發展狀況 ……20
 4.4 本章小節 21
第5章  有限元分析軟件 22
 5.1 Pro/E向ANSYS進行模型數據轉換的方式……22
 5.1.1 利用IGES中間標準格式轉換…22
 5.1.2 使用ANSYS-Pro/E接口轉換 …23
 5.2 有限元分析系統的發展現狀 …23
 5.3 本章小節 24
第6章  設計內容 25
 6.1 真空斷路器箱體工程圖分析 …25
 6.2 繪制Pro/E三維圖 ……25
 6.3 毛坯展開 27
 6.4 有限元分析 ……28
    6.5 成型性能評價標準 ……29
    6.6 分析結果 31
    6.7 本章小節 36
總   結……37
參考文獻 …38
致   謝……39