无芯模旋压旋轮轨迹曲线对其成形精度影响的仿真研究

研究目的：验证无芯模旋压工艺可行性,同时深入探究此新型工艺机理,研究并获取旋轮轨迹曲线参数化控制及其对于零件成形精度的影响趋势。创新要点：基于贝塞尔曲线实现对于无芯模旋压旋轮轨迹曲线的参数化控制;通过构建包括成形与回弹工艺过程的无芯模旋压仿真模型,研究参数化轨迹曲线对成形件壁厚及形状精度的影响趋势及关系,同时对成形过程变形区应力应变进行了深入探究分析。研究方法：1．基于三次贝塞尔曲线实现对于旋轮轨迹曲线的拟合以及参数化控制（图3）;2．利用LSDYNA软件实现对无芯模旋压成形及回弹工艺综合仿真及其过程、结果数据的提取;3．研究不同参数化轨迹曲线下成形件壁厚及形状精度变化趋钟（图12和13）,获取量化轨迹曲线对于零件成形精度影响关系（表3）,并通过增加实验组验证所获关系模型;4．提取成形过程中及成形后板料变形区应力及应变数据（图14-19）,深入探究上述变形机理。重要结论：凹轨迹曲线下,坯料中部出现最大减薄及变形程度,且降低曲线曲率,形状精度提高;凸轨迹曲线下,最大减薄及变形区域出现在坯料后部,且降低曲线曲率,壁厚及形状精度均提高。     

无芯模旋压道次规划方法研究（英文）

目的:通过优化无芯模旋压轨迹提高成形件形状精度,同时保持壁厚以防止过度减薄。创新点:针对轨迹形状设计,提出利于形状误差抑制的"几何相似性原则"和利于壁厚保持的"小曲率原则"。针对道次间距设计,提出利于形状误差抑制的终道次"大变形量原则"和利于壁厚保持的"变形量均匀分配原则"。方法:首先,根据不同的前道次轨迹形状与目标件复杂轮廓形状的结合衍生出四种成形方式(表1)。通过试验比较不同成形方式对成形件形状精度和壁厚的影响。而后比较等道次倾角差(EPA)、等外径差(EDD)和等平均环向应变(EHS)成形量分配方法对成形质量的影响(图13~16)。最后,根据终道次对成形质量的关键性影响,提出基于终道次优先的等平均径向应变道次轨迹规划方法。结论:基于终道次优先的等平均径向应变道次轨迹(RF+(FPEHS))规划方法,能够在有效抑制形状偏差和提高形状精度的同时较好地保持壁厚以防止过度减薄,是一种较优的道次轨迹规划方法。     

抛物线型零件固体颗粒介质成形变形理论研究(英文)

目的:板材固体颗粒介质成形工艺作为一种新型的软模成形技术,是采用固体颗粒代替刚性凸模或凹模(或弹性体、液体)对板料进行成形加工的工艺。固体颗粒介质板材拉深成形工艺为拉深和胀形两种变形模式的复合成形,其变形过程与传统拉深成形工艺有很大的区别。以抛物线型零件为研究对象,对其成形过程进行研究,建立固体颗粒介质板材软凸模拉深成形的几何条件和应变计算公式。创新点:1.首次提出了描述固体颗粒介质板材拉深成形变形机理的拉深权和胀形权的概念,并建立了相应的计算公式;2.建立了固体颗粒介质抛物线型零件软凸模拉深成形的几何条件和应变计算公式。方法:1.通过对抛物线型零件固体颗粒介质拉深成形的变形过程分析(图1~3),将变形过程和成形工件的变形区进行划分;2.将数学中权函数的思想引入到对抛物线型零件固体颗粒介质拉深成形的分析中,提出拉深权和胀形权的定义及相应表达式(公式(1)和(2));3.通过理论推导,构建不同成形阶段抛物线型零件拉深成形过程中的应变计算式(公式(28)~(30)和公式(62a)~(62c))和壁厚计算公式(公式(31)和(63));4.利用MATLAB编制抛物线型零件拉深成形应变计算程序(图14);5.以某航空零件为目标零件,通过试验试制不同成形条件下不同阶段的抛物线型工件(表2和3),将理论计算壁厚与实测厚度进行对比(图19),将试验轮廓与理论计算轮廓进行对比(图21),验证分析过程中所提假设及理论计算的可行性和正确性;将试验获得成形工件的几何尺寸(表3)代入MATLAB计算程序中,对该航空零件的变形过程进行分析(图15、18、19、21和22)。结论:1.固体颗粒介质拉深成形过程是胀形和拉深的复合成形,通过对其变形过程分析,首次提出了拉深权和胀形权的概念,并且给出了其计算公式。成形过程中,拉深权越大,工件成形后的壁厚差越小;胀形权则正好相反。2.利用拉深权和胀形权,建立了固体颗粒介质软凸模拉深成形变形区应变计算公式,且可以计算出应变分界圆位置半径,为分析固体颗粒介质软凸模拉深成形工艺变形过程提供了新的理论依据。3.设置合理的成形条件、拉深权的提高和应变分界圆半径的缩小可以降低拉深成形过程中底部的过度减薄,进而提高极限成形高度。     

基于FEA仿真技术的闭式锻造模具结构分析

采用三维刚塑性有限元软件Deform3D对某衬板进行了闭式锻造成形数值模拟。研究了在模锻过程中模具桥部结构参数变化对该衬板成形条件的影响,获得了坯料变形全过程的成形载荷及成形件能量消耗情况,总结了模具桥部结构参数对成形工艺参数的影响规律;分析结果对设备参数的设定和生产工艺的制定具有指导意义。     

SLM成型AlSi10Mg倾斜薄壁件壁厚响应面法优化

针对激光选区熔化成形倾斜薄壁件尺寸精度低、成形质量差等问题,应用响应曲面法研究工艺参数及倾斜角度对薄壁件壁厚的影响,建立倾斜角度、工艺参数与壁厚相对误差关系模型。结果表明:倾斜角度对壁厚的影响最大,激光功率次之。由于倾斜角度改变,薄壁件悬垂面粉末支撑区域不同,导热效果存在差异,激光功率与扫描间距对于不同倾斜角度的薄壁件壁厚影响不同。其中,激光功率对45°倾斜薄壁件壁厚的影响最大,当激光功率选择150~350W时,壁厚相对误差最大差值为24%而扫描间距对90°倾斜薄壁件壁厚的影响最大,当扫描间距选择0.1~0.2mm时,壁厚相对误差最大差值为9.5%,合理的工艺参数能够有效降低壁厚相对误差。     

姜精油微胶囊化工艺研究

应用喷雾干燥技术对超临界CO2萃取得到的姜精油进行微胶囊化,以麦芽糊精与阿拉伯胶为壁材,通过单因素及正交实验对喷雾干燥温度、壁材比例、芯壁材比例进行了研究,得到最佳微胶囊化工艺:即喷雾干燥温度为165℃,壁材比为2∶1,芯壁材比为1∶9,此时姜精油的微胶囊化效率86.36%。采用扫描电镜及激光粒度分析对最佳工艺参数下的姜精油微胶囊进行了表征,其平均粒径为0.952μm,具有良好的纳米级微观结构。     

基于正交试验的弯管热推制成形数值模拟

采用有限元软件MSC.Marc对弯管成形过程进行了数值模拟,利用正交试验法对成形过程的关键参数(芯模的弯曲角度、加热温度、起始弯曲半径、推制速度、工模间摩擦系数)进行了优化以弯管凹边壁厚变化率最小及均匀性良好为目标,得到了等壁厚弯管成形的最优参数值,即加热温度750℃,推制速度4 mm/s,摩擦系数0.18,芯棒的弯曲角度45°,初始弯曲半径1.4。     

手机外壳注塑成形模拟分析及方案优化

利用MoldFlow软件对手机外壳的注塑成形过程进行了模拟,分析了充填过程中的冷却时间、翘曲、收缩、塑件壁厚、充填压力、锁模力等参数及质量因素。研究了注塑过程中的不稳定性因素以及产生翘曲、变形的原因等主要问题,结果表明产品变形的主要原因是不均匀收缩。据此对注塑充填方案进行了优化,使得最大射压降低了11.9%,最大锁模力降低了33.9%,总变形量降低了42.7%。     

薄壁工件加工的因素及方法

薄壁零件已广泛地应用在各种机械设备中,因为它结构紧凑,质量轻,主要是用来支撑轴上的零件及起导向作用的,此种零件刚性低、强度弱、产生振动大量的切削热,加工中易产生变形,从而影响工件的尺寸精度和形状精度。针对以上问题,文章提出从薄壁件加工工序安排、刀具的几何参数、切削用量的选用及装夹工艺方面进行优化。     

空间曲线反馈插补方法初探

所谓插补就是“数据密化”的过程。在对数控系统输入编程轨迹的特征点坐标后,数控系统根据这些信息运用一定算法,实时地计算出各个中间点的坐标,从而对各坐标轴进行脉冲分配,完成曲线加工。插补不仅应保证精度要求,更应算法简单,满足控制的实时性要求。本文针对非参形式二维曲线及参数形式任意空间曲线,提出了一种基于反馈校正思路的插补算法。     

基于n个标准差法和箱线图法识别变形监测中异常值的应用探究

以某工程多期沉降观测资料为检测对象，采用n个标准差法和箱线图法识别监测数据中的异常值，并对两种方法进行分析比较。结果表明：当精度要求较高或对变形量数据要求一般时，可适当改变两种方法中的限制参数n，以识别不同要求下的异常值；标准差法和箱线图法在识别异常值及极限异常值时效率高、作用明显；结合监测点的实际变化图，能更进一步验证两种方法对异常变化量准确识别的正确性；对于离散分布且监测精度要求较高的情况，箱线图法识别微异常值的效果更好。