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ZW32-12户外柱上真空断路器箱体成型的数值模拟

摘 要

矩形盒件在拉深过程中材料的变形比较复杂,其变形规律以方形盒件为基础, 但又与方形盒件有区别。起皱和破裂是其拉深成形过程中的主要失效形式,而影响其成形质量的主要因素是压边力、材料机械性能、拉深模具参数、摩擦条件及板坯形状和厚度等。目前, 虽然已经对矩形盒件的成形在理论分析和实验研究方面做了大量的工作, 但因其变形的复杂性, 还不能像圆筒形件和方形盒件那样得出较为成熟的理论分析。随着有限元软件和计算机技术的不断发展, 在模具设计制造之前，可以运用有限元分析技术，模拟冲压过程，预测拉深过程中可能产生的起皱和破裂，及时修改冲压件的结构尺寸形状使之符合冲压件的冲压工艺条件。使得对矩形件成型规律的数值模拟成为可能。而有限元分析的前提是建立产品的三维SOLIDWORKS模型，并以Parasolid(*.x_t)格式保存导入有限元分析软件进行分析预测起皱和破裂可能性。

本文以ZW32-12户外柱上真空断路器箱体为例，论述了凹模上打孔和毛坯上打孔工艺方法。从建立产品的三维SOLIDWORKS模型与有限元分析过程入手,分别对成形区域、安全区域、主应力等方面进行分析，分析结果表明存在应力集中区域，给出了发生起皱和破裂的成形极限图，表明了该断路器箱体的工艺设计存在缺陷，要多次完成拉深成形或更换拉深件材料等方法，以此分析结果，可作为模具设计制造的理论依据，同时可缩短真空断路器箱体产品开发周期，降低产品生产成本。

关键词：矩形盒件 SOLIDWORKS模型 有限元分析