黄珍媛 张志华 王刚刚
Huang Zhenyuan Zhang Zhihua Wang Ganggang
School of Mechanical and Automotive Engineering, South China University of Technology, Guangzhou City, Guangdong Province 510640
摘要:
针对光模块外壳因结构复杂导致冷锻成形困难的问题,采用有限元模型深入研究其冷锻成形过程中模腔填充不均匀、金属折叠形成机理,并提出一种分区控制毛坯优化方法的解决措施。首先,分析光模块外壳的整体和截面特征,根据产品特征,开发一道次模锻工艺,设计模具分模面、拔模角度、飞边槽,初步确定均厚毛坯尺寸;然后,建立有限元模型,从凹模腔整体填充、飞边槽形成、X向和Y向金属流速、特征截面填充对比等多角度分析光模块外壳冷锻成形过程的模腔填充不均匀规律。接着,提取四种筋-腹特征截面的材料流速云图和网格线图,揭示光模块外壳冷锻折叠形成机理,结果表明腹板厚度越小、筋宽高比越低,金属流速差越大,金属回流越严重,最终导致越容易出现折叠现象;最后,提出一种分区毛坯优化设计方法,精准控制区域体积分配与毛坯轮廓,促进筋部填充,提高流动均匀性,避免折叠发生。仿真及试验验证结果表明,优化后成形流动性显著提升,折叠现象得到明显改善,毛坯锻压力明显下降,材料利用率明显提升。本研究可为光模块外壳及复杂筋板件冷锻成形工艺提供参考价值。