开关底座盒形件拉深CAE应用

沈涛

（罗格朗（北京）电气有限公司 ，100000）

摘要：本文主要介绍了常用的开关盒形件拉深深度的计算，按照传统的计算方法，会存在很大的误差，采用CAE进行模具设计时，采用计算机辅助设计软件建立力学模型，使得计算变得简单可靠。对不合适的部位及时进行调整，确定合理拉深深度，避免在模具制造好后造成大量的修模。教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 ：塑料小盆，注射模具，数控加工，前模铜公

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关键词 ：拉深深度 几何建模

Application of CAE in the product of power switch

box by drawing

ShenTao

（ Legrand (Beijing) Electrical Co.,Ltd， 100000）

Abstract: The article introduces the deepness of the power switch box was calculated by CAE. Bytraditional method, there will be a lot of error, but by CAE design mould make it is very simply. You canadjust the part that unsuitable for drawing, confirm the reasonable deepness. Through this method you canavoid repairing the mould many times before it is been made.

Keywords: Deepness of Draw; Geometry Modeling,

1 前 言

在计算机高速普及的信息时代，模具设计通过CAE的辅助功能通用显得简单快捷，尤其是对于拉深件模具的设计更显其优越性。在塑料模具、锻压模具、铸造模具等种类繁多的模具中，要数拉深模具的工艺复杂，设计这类模具除了要考虑其必要的工艺补充外还要对模具的的拉深深度进行必要的计算。如果给的拉深深度过大不但会造成法兰边起皱，而且会在园角较小的部位开裂，给制造带来极大的不便。下面就简要分析一下开关盒形件的模具优化设计分析过程。

2 零件结构分析：

该开关底座盒形件采用1.0mm的ST16拉深钢板，其结构如图1所示。该零件在成形时要求口部的园角不能过大，产品要求口部及底部的园角为R5，侧壁的园角为R20,该零件的外形尺寸为160X160而且深度要求较深，为了达到一次拉深深度我们对该模具采用Stampack辅助设计CAE软件进行有限元分析。

3 几何建模

该盒形件的几何模型通过Stampack软件进行创建。首先根据零件图的尺寸绘制出产品的立体图。对该零件进行必要的网格划分，划分的网格越多算出的精度越高，当然计算所需要的时间就越长，如图2，对于有园角的位置要进行网格自动加密，这样有利于后续对其进行应力分析，对于后续进行拉裂区域的演示更为精确。

网格划分后进行渲染显示，其显示的简图如图3所示。

4 建立力学模型

通过模拟该盒形件的拉深运动，建立拉深过程的力学模型，并给的板料在拉深时的技术参数。

利用Stampack的辅助设计功能，给定板料的技术参数。板料厚度1.0mm，材料为低碳钢拉深板（ST16）,弹性模量为203。

根据具体需要，用户可以在下面的界面指定任何工序，如定义切边、翻边、校正回弹等，如图5。

5 求解过程

该求解过程充分体现了CAE的极大优越性。求解时计算机自动进行，不需要用户干涉。该软件需要的计算机的硬件环境是：CPU速度为2.6GHz的PC机器上运行半小时左右（总共采用10万多个三角形单元划分网格）。

6 计算结果

通过电脑进行优化计算该盒形件在既不起皱又不拉裂的情况下一次拉深的最大深度是40mm到45mm之间，但是要求压边圈进行良好的润滑。在进行试模时要求调试出合理的压边力，才能够使之不产生拉深缺陷。

经过工艺分析及调整板料的技术参数，对于外形尺寸为160×160、口部及底部的园角为R5，侧壁的园角为R20的盒形件,一次拉深的最大深度不应大于45mm。

图7为冲头最大行程时板料成形安全区域图，蓝色的为起皱区；红色的为拉裂区域。

通过Stampack模具分析软件对拉延模进行分析，能够及时通过调整拉深筋的断面形状及其深度，使拉深件达到产品所需要的最大的拉延深度，避免盲目的设计给生产带来不必要的损失。在此仅对较为简单的开关底座盒形件进行CAE分析，对于复杂的拉深件就不便赘述。