车用金属网拉伸成形仿真及工艺优化研究.pdf

摘要

喇叭防尘网罩作为扬声器的重要部件，可以有效防止灰尘颗粒进入音圈，确保

音圈和喇叭单元免受污染，从而保持其最佳性能。同时，减少灰尘的堆积也有助于

维持喇叭的散热效果和延长其使用寿命。本文以某公司生产的车用导航、语音提示

喇叭防尘网罩为研究对象，针对喇叭防尘网罩在实际生产过程中因起皱、折叠、收

缩等问题而导致产品质量的不合格，以及繁琐的成形过程。通过有限元仿真分析，

对喇叭网罩拉伸成形过程进行优化研究，主要研究内容如下：

1.金属丝网拉伸成形基本理论分析。根据金属丝网成形的实际情况，分析了有

限元仿真中的屈服准则、有限元理论及相关算法。确定了米塞斯屈服准则、刚塑性

有限元法、显式积分算法来实现有限元仿真。

2.建立喇叭网罩有限元模型及仿真验证。根据喇叭网罩8次拉伸成形方案，利

用NX软件对金属丝网及模具进行三维建模。通过Deform和Abaqus仿真软件，

分别建立焊接和非焊接两种金属丝网拉伸成形的有限元分析模型，并对喇叭网罩

成形过程进行模拟。将仿真结果与实际结果进行对比，结果误差在5%以内，符合

工程应用要求。验证了CAE分析模型的可靠性，模拟结果精度较高。

3.工艺参数对拉伸成形工件质量的影响分析。通过工艺参数对零件冲压成形质

量影响的研究结合生产实际，确定影响因素为压边间隙、摩擦系数、冲压速度、凹

凸模圆角。并采用单因素分析法，研究工艺参数对金属丝网最大拉伸高度的影响规

律，进而确定各因素合理取值范围。

4.基于正交试验的金属丝网拉伸成形工艺参数优化。对于焊接金属丝网，选取

丝网直径、压边间隙、冲压速度、摩擦系数为自变量，以拉伸极限为评判指标设计

4因素3水平正交试验；对于非焊接金属丝网，选取压边间隙、冲压速度、摩擦系

数为自变量，以拉伸极限为评判指标设计3因素3水平正交试验；分别进行极差

和信噪比分析进一步研究以上工艺参数对丝网成形质量的影响，并获得最佳工艺

参数。针对其公司使用较多的焊接金属丝网，基于最佳工艺参数结合拉深系数的分

配对其拉伸次数进行简化，由8次拉伸简化为7次拉伸。

本文应用有限元法模拟金属丝网的拉伸成形过程，建立了各成形工艺参数与

最大拉伸高度的关系，结合极差和信噪比分析，优化得到了最佳工艺参数，并对焊

接金属丝网的拉伸成形过程进行了简化。为企业降本增效、量化调整拉伸工艺参数、

以及金属丝网的生产提供了有益的指导。

关键词：金属丝网；拉伸成形；数值模拟；喇叭网罩；正交试验；工艺优化

Abstract

Asanimportantpartoftheloudspeaker,theloudspeakerairfiltercovercaneffec-

tivelypreventdustparticlesfromenteringthevoicecoil,ensuringthatthevoicecoiland

thespeakerunitarefreefrompollution,thusmaintainingitsoptimalperformance.Atthe

sametime,reducingtheaccumulationofdustalsohelpstomaintaintheheatdissipation

effectofthehornandextenditsservicelife.Inthispaper,theairfiltercoverproducedby

acompanyforcarnavigationandvoicewarninghornisstudied,aimingatthequalityof

theairfiltercovercausedbywrinkling,folding,shrinkingandotherproblemsintheac-

tualproductionprocess,aswellasthecomplicatedformingprocess.Throughfiniteele-

mentsimulationanalysis,thestretchingformingprocessofhornmeshcove