汽車發(fā)電機爪極精鍛工藝數(shù)值模擬及模具結構優(yōu)化.pdf

1、汽車發(fā)電機爪極是汽車發(fā)電機中的核心部件,同時也是汽車工業(yè)中一種復雜精密模鍛件,其成形難度大,精度要求高。近年來,由于汽車電器系統(tǒng)用電量的提高,對爪極的綜合性能要求也越來越高。同時爪極在精密模鍛中,模具容易開裂導致其非正常失效也是生產(chǎn)中的瓶頸問題,因此如何改進爪極的精鍛工藝和提高模具的使用壽命就顯得尤為重要。爪極鍛造工藝復雜,其可行性、穩(wěn)定性、成形質量(含充滿與否、折疊、組織缺陷)、材料利用率以及如何降低載荷提高模具使用壽命等,都是在制訂

2、爪極成形工藝過程中必須重點考慮的。
　　 本文對國內(nèi)外爪極成形工藝和精密塑性成形技術研究現(xiàn)狀作了簡要介紹。首先選擇一種帶磁軛的爪極作為典型鍛件,運用UG三維造型軟件設計模具結構,利用Deform-3D軟件模擬爪極成形過程,系統(tǒng)分析了爪極精密模鍛成形過程中的金屬流動情況、模具型腔充填情況、模具載荷曲線以及模具所受的應力分布。發(fā)現(xiàn)成形工藝的不足,探明模具開裂失效的原因。爪尖難充滿,最終載荷急劇增加,磁軛模膛圓角處產(chǎn)生應力集中,模具受

3、很大沖擊載荷和交變載荷,細微裂紋進一步擴展成宏觀裂紋,導致模具開裂。根據(jù)模擬結果,提出模具的三種結構改進方案,方案一:加深預鍛上模爪部模膛深度;方案二:預鍛上模磁軛模膛由圓柱形改進為半球形;方案三:減小預鍛上模磁軛深度、增添預鍛下模磁軛模膛。通過模擬進行一一分析驗證,模擬結果顯示三種改進方案均能使金屬順利充滿模膛,未產(chǎn)生鍛造缺陷,并降低了成形載荷和模具的應力。最后,通過生產(chǎn)實踐,對其中的一種改進方案進行了驗證,模擬結果與生產(chǎn)實際吻合,總