冲压与模具工艺:空调钣金件结构优化设计及冲压成形仿真

行业动态     |     2020-04-20
摘要:在当今,随着国民经济的飞速发展,人们对空调的需求量可谓是有增无减,而在激烈的市场环境竞争下,其中的利润却表现出了明显下滑的趋势,因此,如何降低空调生产成本和提升空调利润空间也就成了首先需要解决的问题。而在空调中,钣金件作为其主要的支撑件,无论是在运输费用方面还是材料费用方面,都在成本中占据了很大比例,因此,对这一方面进行优化设计就成了控制最有效措施。

  在当今,随着国民经济的飞速发展,人们对空调的需求量可谓是有增无减,而在激烈的市场环境竞争下,其中的利润却表现出了明显下滑的趋势,因此,如何降低空调生产成本和提升空调利润空间也就成了首先需要解决的问题。而在空调中,钣金件作为其主要的支撑件,无论是在运输费用方面还是材料费用方面,都在成本中占据了很大比例,因此,对这一方面进行优化设计就成了控制最有效措施。
 
  一、空调钣金件的结构优化设计
 
  在对空调钣金件的结构进行优化设计时,往往是多个设计参数进行调整的,而调整的不同参数,最终对结构的影响程度也是不尽相同的。因此,在对参数进行选择调整就显得十分必要了。就具体而言,则从可以下这几个方面出发进行机构优化设计:
 
  1)结构优化设计的基本流程
 
  上文讲到,在对结构进行优化设计的过程中,设计参数,即设计变量的不同选择会导致对结果产生不同的影响。由此可见,对设计变量的选择是尤为重要的,而总结过往的经验不难发现,在采用了灵敏度分析的情况下,是提升了优秀设计变量选择的,同时,也是可以有效提高优化结构的准确性和高效性的。而就具体的结构优化设计基本流程而言,如图1。
  图1 结构优化设计基本流程
 
  2)结构优化设计灵敏度分析
 
  在一般情况下,结构优化设计灵敏度的分析一般可分为两种方式,即:因变量的变化/自变量的变化和因变量的相对变化/自变量的相对变化。综合而言,可以明显看出,灵敏度是作为求导信息而存在的,并且,其也是作为一种对设计变量和参数引起的结构特性响应变化率的方式。由此可见,在结构修改和优化设计中,灵敏度是及其重要的。
 
  另外,在交互式计算机辅助设计的过程中,其结构的改变,相关的设计人员也可依靠灵敏度信息来完成。需要注意的是,在此过程中,一般算出的是结构响应值对于设计变量的导数,通过导数,进而确定结构相应最为敏感的部分,最终获得最需要的灵敏度系数和设计参数。
 
  二、空调钣金件冲压成形仿真
 
  1)空调钣金件中面有限元模型的建立
 
  在该部分内容中,其大致可分为两部分内容,即CAD模型的导入和工艺补充的建立。就具体而言,若想要底板冲压过程的模拟得到建立,首先建立DP23底板的几何模型是必要的。而在一些较为复杂的零件中,其模型的建立则就需要CAD系统来进行建立,然后转移到分析软件中,从而实现三维模型的建立。而就工艺补充面的建立而言,其主要指对导入CAD模型抽取模型的中面,然后对工艺孔进行填补或对限元网格和划分,最终对冲压的方向进行确定。而在拉延方向进行确定时,需要对以下几点进行深刻分析,即:①拉延凹模和拉延凸模是否相切合。②保证凸模相对于两侧的拉入角是相等的,并且尽可能保证凹模和毛坯的接触处于平稳状态。③拉入深度应该尽量保持到最小,并且整体的拉入深度要保持均匀。④在接触的过程中,应该保证其同时接触,并使接触的面积较大且集中。需要注意的是,在拉延的过程中,应该尽可能的保证拉延的方向保持一致,以防止破裂或起皱的情况发生,另外拉延的方向也是直接影响着材料塑性变形能力的。
 
  毛坯形状确立
 
  在一般情况下,毛坯的形状都是较为复杂的,而且其形状也是难以通过几何展开来获得初始坯料形状的,并且,在不考虑塑性变形的情况下,其拉延后所表现出尺寸也是不够精确的。另外,因为程序计算出的都是理想状态下的胚料模型,所以在实际生产过程中,还应该考虑其经济性和方面排样等,因此,在进行胚料的选择时,一般选较为规则的。
 
  2)建立冲压成型有限元模型和工艺参数的选取
 
  就冲压成形有限元模型的建立而言,其主要是利用DYNAFORM的模面工程来进行的,首先,将地面中面的有限元网格向你偏移0.55t,在该过程后,也就得到了凸模,其次,向外偏移0.55t,也便得到了凹模。最后,在凸模边沿建立压边圈,也就得到了凹模、凸模以及压边圈的有限元网格模型。而就工艺参数的选取而言,则主要是在符合实际情况的前提下,为了适应分析或降低计算时间,进而对工艺参数有一些调整。需要注意的是,在摩擦系数不断增大的过程中,板料成型后最大减薄量增大,最大增厚量也会相应减少,因此,在对摩擦系数进行选择时,合适是非常重要的。
 
  三、结束语
 
  综上所述,随着科学技术的不断发展,将现今的技术应用到实际的产品中是尤为重要的,不仅打破了传统的设计理念,而且在传统设计理念的基础上建立起了新的设计理念,同时,也为空调企业的持续发展提供了必要支持。
 
  【兴迪源机械简介
 
  兴迪源机械(Xingdi Machinery)是一家专注流体压力成形技术的锻压设备制造企业。自2007年创立以来,兴迪源机械一直致力于内高压成形的技术创新和产品研发。主营产品范围从生产普通液压设备,现今发展至生产、研发国内顶尖流体压力成形技术的锻压设备。
450吨(t)伺服金属三通管成型液压机
 
  兴迪源机械是先进轻量化成形技术的提供者,从产品研发、设备生产、模具研制、方案定制,直至最终交付及提供增值服务,我们为客户提供的不仅仅是一台液压设备,而是一整套智能制造成形方案。