濾清器外殼拉深工藝的計算機輔助分析及工藝改進.pdf

1、濾清器外殼是由厚度僅為0.8mm鋼板經(jīng)多次拉深成形而成，拉深變形程度大，外殼內(nèi)直徑為φ107mm，外殼總高度為320mm，長徑比高達3，這對濾清器外殼的拉深成形存在著極大的挑戰(zhàn)。一次成形由于長徑比大極易拉裂，雖然多道次的拉深工藝在一定程度上改善了拉裂現(xiàn)象，但是由于每道次之間的模具內(nèi)徑不同，會導(dǎo)致材料在法蘭附近堆積起皺，進而使得外殼各處的壁厚分布不一，且容易生產(chǎn)殘余應(yīng)力，在高強度、高頻率、長時間的循環(huán)脈沖應(yīng)力作用下外殼容易生產(chǎn)局部疲勞最終

2、導(dǎo)致開裂。為此，本文的主要研究工作如下:
　　(1)針對目前長壽命機油濾清器外殼零部件無法滿足高強度、高脈沖次數(shù)的脈沖疲勞試驗要求，對脈沖疲勞試驗開裂有缺陷的外殼零部件開裂面取樣進行化學(xué)成分分析和電鏡分析并采用計算機輔助工程(CAE)有限元法對工件原有成形過程進行數(shù)值模擬，分析結(jié)果表明:斷口處的化學(xué)成分符合標準要求，斷口形貌有明顯的疲勞裂紋特征，呈現(xiàn)海灘花樣，原拉深工藝存在嚴重減薄與起皺等缺陷。因此，不合理的拉深工藝是導(dǎo)致外殼無法

3、達到脈沖疲勞試驗要求的主要原因。
　　(2)鑒于濾清器壁薄與長徑比大等特點，擬采用外殼圓片料落料→第一次拉深→第二次拉伸→第三次拉深→第四次拉深（反拉深）→切邊整形的工藝路線，通過重新計算設(shè)計各道工序的拉深工藝，并將初始設(shè)計方案進行計算機有限元分析，根據(jù)模擬的結(jié)果有目的地對各道工序的拉深系數(shù)，凸凹模具間隙，凸凹模圓角，壓邊力等參數(shù)進行優(yōu)化。優(yōu)化后的具體參數(shù)為:圓形毛坯直徑為387mm，第一次拉深工件直徑為220mm，第二次拉深直徑

4、170mm，第三次拉深直徑135mm，第四次拉深直徑109.8mm;四道拉深工序凹模圓角依次分別為R9，R7，R4，R4;四道拉深工序壓邊力依次分別為197KN，31KN，18KN，11KN;優(yōu)化后的模具在各道次拉深過程中均沒有出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象，工件成形較好。最終外殼拉深件殼體厚度最薄處出現(xiàn)在筒形件圓角及直壁部位，材料變薄至0.652mm，最大變薄率僅為18.5％;輕微起皺現(xiàn)象只發(fā)生在拉深件的法蘭圓角處，材料最厚處的厚度為0.893mm，增