汽车发电机磁极精密模锻成形模拟和工艺设计

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1、武汉理工大学硕士学位论文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

2、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／OpenAPI和Visualc++6

3、．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，洋细介绍了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。关

4、键词：发电机磁极，精密模锻，有限元模拟，工艺设计，工艺优化武汉理T大学硕士学位论文AbstractAlternatepole，whichhascomplexshapeandstrictlimitinitssizeandquality,isthekeypartintheautomobilegenerator，soitisdifficulttoproduce．Inthispaper,basedonthestudyoftheoverseasanddomesticactualityanddevelopmentforthealtemat

5、epoleinthemanufacturefieldatpresent，theformingprocessofalternatepoleisanalyzedandthecloseddieforgingprocessisintroduced．Characteristicsofcloseddieforgingprocessareintroduced．Themajorfactorsthataffectthesizesoftheforgedpartareresearched．Basedonthetheoriesoffiniteelem

6、entmethod，thecalculationmodelofthefor西ngprocessesforthepoleisestablished。BasedongeneralfiniteelementsoftwareABAQUS／EXLICIT,3Drigidvisco-plasticFEMisusedtosimulatetheprecisionforgingprocess；thelawsofmaterialflowandequivalentplasticstraindistributionarerevealed．Thepro

7、cessparametersandmouldstructureforprecisionalternatorpoleforgingareresearchedthroughFEMsimulation．BasedontheFEMsimulation，theproperdiameteroftheblankisconfirmed；themouldstructureisoptimizedandthetypeofpressmachineischosen．BasedontheFEMsimulation，theeffectsoftheveloc

8、ityofpressmachineandthefrictionbetweenblankandmouldontheformingloadareresearched．ThesimulationadoptstheadaptivemeshingtechniqueandthepureL