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汽车发电机磁极精密模锻成形模拟和工艺设计

高永超  
【摘要】:磁极是汽车发电机上的关键零件,其形状复杂,尺寸精度和内在质量要求 比较高,制造难度大。本文在研究目前国内外汽车发电机磁极生产的基础上, 进行了磁极成形的工艺特性分析,提出了磁极的精密模锻工艺。阐述了精密模 锻工艺的特点,研究了影响磁极精密模锻件尺寸的主要因素。 基于有限元理论,建立了磁极精密模锻过程的有限元分析计算模型。基于 ABAQUS/EXLICIT通用有限元软件,应用三维刚粘塑性有限元显式算法对磁极精 密模锻成形过程进行了模拟分析,得出了变形中材料的流动状态和等效塑性应 变分布规律。 通过有限元模拟对磁极精密模锻工艺参数和模具结构进行了研究。设计了 合理的毛坯尺寸,优化了模具结构,确定了磁极精密模锻的压力机。研究了打 击速度对成形所需载荷的影响,摩擦系数对磁极精锻成形所需载荷的影响。比 较了Lagrangian网格描述和自适应网格描述的模型所计算出的结果:使用自适 应网格划分,可以得到更为准确的结果。 在磁极的精密模锻生产工艺分析和有限元模拟基础上,设计了磁极精密模 锻新工艺参数和新型的锻模结构。提出了模具设计的基本要求,对模具的导向、 顶料装置及主要构件的选材、热处理进行了论述。 以UG软件为平台,运用UG/Open API和Visual C++6. 0等UG二次开发工 具,开发了汽车发电机磁极精密模锻的工艺设计CAD系统。介绍了在UG二次 开发过程中,开发用户界面的方法,详细介绍了UG用户环境的设置、用户菜单 及工具条的开发方法,并给出了实例。介绍了该系统的基于UG参数化技术的二 次开发方法,对二次开发中的接口技术进行了阐述。依据系统的功能需求,进 行了系统的功能设计。使用该系统可提高磁极锻模的设计效率,缩短设计周期。 采用铅试样和钢试样进行了磁极精密模锻成形试验,精锻成形出了合格的 汽车发电机磁极产品。实验表明,本文提出的工艺是可行的,磁极精密模锻成 形有限元模拟计算结果是正确的。


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