沖壓與模具工藝:空調(diào)鈑金件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及沖壓成形仿真

行業(yè)動態(tài) ????|???? 2020-04-20
摘要:在當(dāng)今,隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,人們對空調(diào)的需求量可謂是有增無減,而在激烈的市場環(huán)境競爭下,其中的利潤卻表現(xiàn)出了明顯下滑的趨勢,因此,如何降低空調(diào)生產(chǎn)成本和提升空調(diào)利潤空間也就成了首先需要解決的問題。而在空調(diào)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(jù)了很大比例,因此,對這一方面進行優(yōu)化設(shè)計就成了控制最有效措施。

  在當(dāng)今,隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,人們對空調(diào)的需求量可謂是有增無減,而在激烈的市場環(huán)境競爭下,其中的利潤卻表現(xiàn)出了明顯下滑的趨勢,因此,如何降低空調(diào)生產(chǎn)成本和提升空調(diào)利潤空間也就成了首先需要解決的問題。而在空調(diào)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(jù)了很大比例,因此,對這一方面進行優(yōu)化設(shè)計就成了控制最有效措施。
 
  一、空調(diào)鈑金件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
 
  在對空調(diào)鈑金件的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計時,往往是多個設(shè)計參數(shù)進行調(diào)整的,而調(diào)整的不同參數(shù),最終對結(jié)構(gòu)的影響程度也是不盡相同的。因此,在對參數(shù)進行選擇調(diào)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(fā)進行機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計:
 
  1)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的基本流程
 
  上文講到,在對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計的過程中,設(shè)計參數(shù),即設(shè)計變量的不同選擇會導(dǎo)致對結(jié)果產(chǎn)生不同的影響。由此可見,對設(shè)計變量的選擇是尤為重要的,而總結(jié)過往的經(jīng)驗不難發(fā)現(xiàn),在采用了靈敏度分析的情況下,是提升了優(yōu)秀設(shè)計變量選擇的,同時,也是可以有效提高優(yōu)化結(jié)構(gòu)的準確性和高效性的。而就具體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計基本流程而言,如圖1。
  圖1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計基本流程
 
  2)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計靈敏度分析
 
  在一般情況下,結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)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(dǎo)信息而存在的,并且,其也是作為一種對設(shè)計變量和參數(shù)引起的結(jié)構(gòu)特性響應(yīng)變化率的方式。由此可見,在結(jié)構(gòu)修改和優(yōu)化設(shè)計中,靈敏度是及其重要的。
 
  另外,在交互式計算機輔助設(shè)計的過程中,其結(jié)構(gòu)的改變,相關(guān)的設(shè)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(jié)構(gòu)響應(yīng)值對于設(shè)計變量的導(dǎo)數(shù),通過導(dǎo)數(shù),進而確定結(jié)構(gòu)相應(yīng)最為敏感的部分,最終獲得最需要的靈敏度系數(shù)和設(shè)計參數(shù)。
 
  二、空調(diào)鈑金件沖壓成形仿真
 
  1)空調(diào)鈑金件中面有限元模型的建立
 
  在該部分內(nèi)容中,其大致可分為兩部分內(nèi)容,即CAD模型的導(dǎo)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(fù)雜的零件中,其模型的建立則就需要CAD系統(tǒng)來進行建立,然后轉(zhuǎn)移到分析軟件中,從而實現(xiàn)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(dǎo)入CAD模型抽取模型的中面,然后對工藝孔進行填補或?qū)ο拊W(wǎng)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(cè)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(wěn)狀態(tài)。③拉入深度應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(fā)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(fù)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(xiàn)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(tài)下的胚料模型,所以在實際生產(chǎn)過程中,還應(yīng)該考慮其經(jīng)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(guī)則的。
 
  2)建立沖壓成型有限元模型和工藝參數(shù)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(wǎng)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(wǎng)格模型。而就工藝參數(shù)的選取而言,則主要是在符合實際情況的前提下,為了適應(yīng)分析或降低計算時間,進而對工藝參數(shù)有一些調(diào)整。需要注意的是,在摩擦系數(shù)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(yīng)減少,因此,在對摩擦系數(shù)進行選擇時,合適是非常重要的。
 
  三、結(jié)束語
 
  綜上所述,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,將現(xiàn)今的技術(shù)應(yīng)用到實際的產(chǎn)品中是尤為重要的,不僅打破了傳統(tǒng)的設(shè)計理念,而且在傳統(tǒng)設(shè)計理念的基礎(chǔ)上建立起了新的設(shè)計理念,同時,也為空調(diào)企業(yè)的持續(xù)發(fā)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(shù)的鍛壓設(shè)備制造企業(yè)。自2007年創(chuàng)立以來,興迪源機械一直致力于內(nèi)高壓成形的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)。主營產(chǎn)品范圍從生產(chǎn)普通液壓設(shè)備,現(xiàn)今發(fā)展至生產(chǎn)、研發(fā)國內(nèi)頂尖流體壓力成形技術(shù)的鍛壓設(shè)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(shù)的提供者,從產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)備生產(chǎn)、模具研制、方案定制,直至最終交付及提供增值服務(wù),我們?yōu)榭蛻籼峁┑牟粌H僅是一臺液壓設(shè)備,而是一整套智能制造成形方案。
 

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