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原文传递汽车电机壳体精密成形工艺研究

论文题名：	汽车电机壳体精密成形工艺研究
关键词：	汽车电机;壳体板料;精密成形;推拉拉深工艺;数值模拟
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。
作者：	陈远怀
专业：	材料加工工程
导师：	曹阳根
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海工程技术大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文