一种低振动低噪轻量化空调压缩机壳体精密冲压工艺的制作方法

本发明涉及空调压缩机壳体制造，尤其涉及一种低振动低噪轻量化空调压缩机壳体精密冲压工艺。

背景技术：

1、空调压缩机壳体通常采用薄板材料经拉深成形制造而成。随着变频空调以及高能效空调的发展，压缩机壳体逐渐向轻量化和薄壁化方向发展。然而，在薄壁壳体拉深过程中，板料与模具之间的接触状态会随拉深过程持续变化。压边力波动、材料流动不均以及模具接触状态变化均会导致板料不同区域产生差异化塑性变形，进而影响壳体最终壁厚分布。

2、现有的主要关注拉深过程中的成形质量控制，例如防止开裂、起皱以及壁厚减薄等问题，而对于拉深过程中的动态接触应力变化与成形后壳体振动辐射性能之间的关联研究较少，实际生产过程中发现，即使满足尺寸精度要求的壳体，在压缩机运行时仍可能出现目标频段振动辐射能力较高的问题，从而导致整机噪声增加。现有工艺通常通过增加壳体厚度、附加阻尼材料或者增加后处理工序的方式进行改善，不仅增加材料消耗，而且不利于轻量化设计，因此，如何在不增加壳体重量的情况下，通过冲压成形过程控制和后续表面微结构调控降低壳体目标频段振动辐射能力，成为本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种低振动低噪轻量化空调压缩机壳体精密冲压工艺，通过建立动态接触应力特征与声学风险之间的关联关系，对拉深过程中的压边力进行主动调控，并结合梯度壁厚结构和微结构阵列协同优化壳体振动特性，从而降低目标频段振动辐射能力。

2、本发明提出的一种低振动低噪轻量化空调压缩机壳体精密冲压工艺，包括以下步骤：

3、s1、采集拉深过程中板料与模具接触区域的动态接触应力信号，根据所述动态接触应力信号获取动态应力特征参数f；

4、s2、根据所述动态应力特征参数f以及当前拉深行程位置参数t，计算目标频段对应的声学风险指数r，根据所述声学风险指数r生成压边力调制参数p；

5、s3、根据所述压边力调制参数p控制多个压边分区输出具有相位差的动态压边力，使板料形成周向差异化流动，并构建梯度壁厚结构；

6、s4、获取所述梯度壁厚结构对应的壁厚分布数据，并根据所述壁厚分布数据计算壁厚梯度指数g，结合所述声学风险指数r获得残余风险指数m；

7、s5、根据所述残余风险指数m生成表面微结构加工参数，并在壳体表面形成微结构阵列，使所述梯度壁厚结构与所述微结构阵列协同降低目标频段振动辐射能力。

8、优选地，步骤s1包括：

9、s101、板料与模具接触区域包括凹模口部区域和压边区域；

10、在板料与模具接触区域布设压力传感器，通过压力传感器采集动态接触应力信号；

11、s102、对动态接触应力信号进行频域分析，提取动态接触应力信号对应的主频f、应力波动幅值a和相位角φ；

12、s103、根据主频f、幅值a和相位φ构建动态应力特征参数f。

13、优选地，步骤s103中动态应力特征参数满足：

14、f=a×f×cosφ；

15、其中：f表示动态应力特征参数、a表示应力波动幅值、f表示主频、φ表示相位角。

16、优选地，步骤s2包括：

17、s201、获取当前拉深行程位置参数t；

18、s202、根据动态应力特征参数f和拉深行程位置参数t计算声学风险指数r；

19、s203、根据声学风险指数r生成压边力调制参数p；

20、其中，步骤s202中声学风险指数满足：

21、r=αf+βt；

22、其中：

23、α和β的数值通过熵权法得到。

24、优选地，步骤s203中，根据声学风险指数r生成压边力调制参数p，如下：

25、根据所述声学风险指数r计算压边力补偿幅值δa和压边力补偿相位δφ，其中，压边力补偿幅值δa满足δa=k1×r，压边力补偿相位δφ满足δφ=k2×r，k1和k2的数值通过网格搜索法得到；将压边力补偿幅值δa和压边力补偿相位δφ组合形成压边力调制参数p，即p=(δa,δφ)。

26、作为说明，k1和k2的数值通过网格搜索法得到，例如，在预设范围内分别对k1和k2进行离散取值；计算不同组合对应的目标频段噪声降低量；选取目标频段噪声降低量最大的参数组合作为最终k1和k2。

27、优选地，步骤s3包括：

28、s301、将压边区域沿周向划分为多个独立控制区域，将独立控制区域作为压边分区；将压边力调制参数p分配至多个压边分区；

29、s302、控制各压边分区输出具有相位差的动态压边力，所述动态压边力作用于板料，以驱动板料沿周向产生周向差异化材料流动，使板料不同周向位置的材料流入量产生差异；

30、s303、根据不同周向位置的材料流入量差异，使壳体不同周向位置形成不同壁厚值，使所述不同壁厚值沿周向连续变化，形成梯度壁厚结构。

31、步骤s302中，根据压边力补偿相位δφ生成多个压边分区对应的目标输出相位，控制多个压边分区按照各自目标输出相位输出动态压边力，使相邻压边分区之间形成相位差。

32、优选地，步骤s302中相邻压边分区之间形成的相位差为30°～180°；

33、优选地，相邻压边分区之间的压力波形相位差为90°。

34、优选地，步骤s4包括：

35、s401、根据壁厚分布数据确定最大壁厚tmax、最小壁厚tmin和平均壁厚tavg；

36、s402、根据最大壁厚tmax、最小壁厚tmin和平均壁厚tavg计算壁厚梯度指数g；

37、s403、根据声学风险指数r和壁厚梯度指数g计算残余风险指数m。

38、优选地，步骤s402中壁厚梯度指数满足：

39、g=(tmax−tmin)/tavg；

40、步骤s403中残余风险指数满足：

41、m=r×(1−g)。

42、优选地，步骤s5包括：

43、s501、表面微结构加工参数包括微结构阵列加工区域、微结构阵列加工密度；

44、s502、根据残余风险指数m确定微结构阵列加工区域和微结构阵列加工密度；

45、s503、微结构阵列加工区域和微结构阵列加工密度形成微结构阵列；

46、利用梯度壁厚结构降低振动传播一致性；利用微结构阵列增加振动散射程度；通过梯度壁厚结构与微结构阵列的协同作用降低目标频段振动辐射能力；

47、s502中，根据残余风险指数m确定微结构阵列加工区域和微结构阵列加工密度，如下：

48、将壳体表面划分为多个面积相同的表面单元区域，并针对每个表面单元区域分别计算对应的残余风险指数m；

49、将所有表面单元区域对应的残余风险指数m按照数值大小进行降序排列，计算各表面单元区域对应残余风险指数m占全部表面单元区域残余风险指数总和的贡献比例；

50、按照降序排列结果依次累加所述贡献比例，直至累计贡献比例达到预设累计比例，将参与累计贡献比例达到所述预设累计比例的表面单元区域确定为微结构阵列加工区域；

51、针对确定的微结构阵列加工区域，根据对应表面单元区域的残余风险指数m与全部加工区域中的最大残余风险指数m_max之间的比值，确定对应区域的微结构阵列加工密度ρ；

52、所述微结构阵列加工密度ρ满足：

53、；

54、其中，ρ0表示基础加工密度，ρmax表示最大加工密度；

55、当某一加工区域对应的残余风险指数m越大时，该加工区域对应的微结构阵列加工密度ρ越大；当某一加工区域对应的残余风险指数m越小时，该加工区域对应的微结构阵列加工密度ρ越小；

56、根据各加工区域对应的微结构阵列加工密度ρ生成微结构阵列加工参数。

57、本发明中，所提出的低振动低噪轻量化空调压缩机壳体精密冲压工艺，具有如下有益的技术效果：

58、本发明通过采集拉深过程中板料与模具接触区域的动态接触应力信号，构建动态应力特征参数f，并利用动态应力特征参数f与拉深行程位置参数t计算声学风险指数r，使压边力控制过程能够针对目标频段振动风险进行调节；进一步地，根据声学风险指数r生成压边力调制参数p，并利用压边力调制参数p控制多个压边分区形成具有相位差的动态压边力，使板料产生周向差异化材料流动，从而形成梯度壁厚结构；随后利用壁厚梯度指数g和声学风险指数r构建残余风险指数m，并依据残余风险指数m形成微结构阵列，使微结构阵列的设置位置和设置密度与壳体振动风险分布相匹配，从而实现拉深过程控制与表面结构优化的协同作用，在不增加壳体重量的情况下有效降低目标频段振动辐射能力，兼顾轻量化要求和低噪声要求。