棒料剪切机理与提高剪切精度的方法

从一种新的角度对棒料剪切下料时的变形机理进行了分析研究，指出了影响被剪毛坯断面质量的主要因素，并且介绍了相应的解决方法。本还提出了一种对剪切下料中由于热轧棒料直径公差所造成的被剪毛坯体积公差进行自动补偿的机构。     

按重量剪切锻造毛坯

热轧方钢和圆钢的尺寸公差往往可达其名义截面积的4.5％。而采用目前所用的剪切方法可能浪费很大。欲使毛坯的重量保持一致,操作者必须用手工方法称量每根棒料上的第一个和第二个毛坯的重量,并且据此调整后挡料架。许多情况下,操作者或许还要在棒料的中     

剪切速度对棒料剪切断面质量的影响

棒料剪切工艺是多工位冷镦机的第1步工序,坯料的断面质量对后续挤压工序有着重要影响。研究径向不夹紧条件下的棒料剪切工艺,将棒料剪切分为4个过程:初始阶段、棒料倾斜、弹塑性变形和裂纹产生及扩展,分析了每个过程的特点。以20Cr为试验材料,在剪切速度分别为200,400,600和800 mm·s~(-1)的条件下进行棒料剪切试验。定性分析各剪切速度条件下的坯料端断面和棒料端断面的断面形貌,发现随着剪切速度的增大,坯料端光亮带比例逐渐减小,棒料端断面不平度明显减小;定量比较各剪切速度条件下的坯料端断面和棒料端断面的椭圆度与断面倾角,发现随着剪切速度的增大,断面椭圆度逐渐减小,棒料端断面倾角基本不变。     

棒料弯曲形状自动测量研究

本文基于非接触测量方式,提出采用二维线轮廓传感器,全程自动扫描棒料轮廓,利用最小二乘法对截面中心进行拟合,由连续的截面中心确定棒料中心线,实现了棒料弯曲量计算以及弯曲形状的确定算法,为棒料自动校直工艺参数的计算奠定了基础。实验研究证明,这种测量方案不仅扫描速度快,稳定性好,而且对棒料的弯曲形状测量准确,满足自动校直工艺要求。     

棒料精密剪切的工艺试验

棒料,目前广泛采用的是棒料剪切机和在压力机上用剪切模具来剪切落料。由于用这些方法所获得的剪切断面的质量不好,致使剪切下的棒料不能直接用于冷挤压等工艺。为了提高剪切断面的质量,我们对棒料精密剪切进行了工艺试验,以探索新颖的棒料剪切机的结构和主要参数,为整个锻压新工艺的发展提供配套设备。我们的工艺试验是在济南汽车配件厂的大力协助下进行的。根据我们所了解的资料,提高剪切断面质量有两个很重要的因素:(1)提高剪切速度;(2)在整个剪切过程中棒料要处于夹紧状态。现有的棒料剪切设备中,剪切速度约为0.3～0.5米/秒;而有的试验资料表明,剪切速度最高达到15米/秒。现有的棒料剪切设备中,     

液气棒料精密剪切机设计研究

在棒料精密剪切理论的基础上研究设计了一台新型的4kJ液气棒料精密剪切机。通过对剪切机结构形式等若干问题的分析和讨论，以期促进棒料精密下料新工艺、新技术的发展。     

铸铁水平连铸牵引系统棒料“自旋”现象的研究

水平连铸机运行中存在棒料“自旋”现象,牵引辊与棒料间的相对滑动,造成了棒料的抖动及磨损,同时增加了压断力.通过对牵引系统的结构及其受力分析,指出了水平连铸系统运行中棒料“自旋”运动形成的原因,并提出了有效抑制自旋运动的改进方案.     

简易精密棒料剪切模

随着冷挤压、温挤等少无切削先进工艺的日益广泛应用,对棒料的精密剪切亦已引起模具设计人员的重视。这里根据棒料在剪切时发生变形的原理介绍一种简易、高效的开式棒料精密剪切模具。     

液气棒料精密剪切机设计研究

在棒料精密剪切理论的基础上研究设计了一台新型的4kJ液气棒料精密剪切机。通过对剪切机结构形式等若干问题的分析和讨论,以期促进棒料精密下料新工艺、新技术的发展。     

挤压工艺参数对拐角长悬臂空心铝型材出口截面流速和温度分布的影响

以拐角长悬臂空心铝型材为例,使用Hyper Xtrude分析软件对其挤压过程进行数值模拟,设计正交试验研究了挤压速度、棒料预热温度、挤压筒预热温度、模具预热温度、棒料直径、棒料长度等工艺参数对型材出口截面流速均方差(SDV)和温度均方差(SDT)的影响规律。结果表明:通过极差分析及再次模拟确定最优方案为:挤压速度1 mm·s~(-1),棒料预热温度440℃,挤压筒预热温度420℃,模具预热温度400℃,棒料直径Φ150 mm,棒料长度450 mm,对应的SDV与SDT分别仅为1.3680和1.9130,保证挤出型材获得高的综合质量。通过方差分析得到挤压速度对SDV的影响度及棒料预热温度对SDT的影响度分别高达67.50%和76.41%,定量地表明挤压速度和棒料预热温度分别是影响型材外观质量和内部组织的最主要工艺参数。工厂挤压出的合格产品验证了最优方案的可靠性。     

基于Ontology的装配公差规范的自动生成

针对几何产品公差规范设计中存在的不确定性问题,文章将本体理论引入到装配公差规范的设计中,为装配公差规范的自动化、智能化设计提供一种可行的方法。首先构建装配公差规范层次化表示模型,并采用OWL DL断言表示模型层次间的约束关系;其次,根据装配公差规范中的概念和关系,构建装配公差规范的本体模型;再次,根据装配公差规范设计领域的专家知识,使用语义网规则语言(SWRL)构建装配公差规范设计的推理规则;然后,根据构建的本体表示模型及定义的推理规则,构建装配公差规范设计知识库,在此基础上编写装配公差规范智能化设计算法;最后,以齿轮减速器为实例说明了装配公差规范自动生成的过程,并分析验证了该方法的有效性。     

多点成形板类件自由曲面展开尺寸误差分析

在对多点成形板类件自由曲面展开算法研究的基础上,从理论上分析了引起板类件自由曲面展开尺寸误差的原因。并以球形曲面片为例,从3方面进行了其展开尺寸误差分析———曲面离散误差分析、四边形网格形状误差分析以及由基点带来的累积误差分析。     

Study of an assembly tolerance allocation model based on Monte Carlo simulation

The traditional design methods of assembly tolerance allocation are usually based on engineers' experience, or the worst on worst tolerance analysis (WOW) method, or the root sum square tolerance analysis (RSS) method. However, the above-mentioned methods, whilst used frequently in the analysis of a single-dimensional chain, are not suitable for the analysis of geometrical tolerance and multi-dimensional chains. Also, the relationship between tolerance and manufacturing cost is not considered and a suitable tolerance allocation based on minimum manufacturing cost can not be obtained. Some research works have applied linear or non-linear programming methods to optimize the tolerance allocation of each part in an assembly. However, the convergence of the solution is not ensured. The purpose of this study is to provide an integrated approach, including tolerance design, manufacturing cost analysis and multiple chains consideration, using the Monte Carlo method to optimize the tolerance allocation with minimum cost. The Monte Carlo method, a statistical simulation method, was used to simulate the dimension variance of each part and each dimensional chain. The contribution percentage of each part on each dimensional chain was calculated. Tolerance cost was chosen as an object function and the tolerance allocation model as a constraint condition, the optimum tolerances of each part being obtained by the iteration method. Results of computer simulation for several examples were compared with published data for demonstrating the feasibility of the proposed method. It can be concluded that the tolerance-allocation model combined with a tolerance-cost relationship can provide a very practical and useful approach for design engineers.     

工艺公差表示方法及其在稳健设计中的应用

公差在机械零件设计、制造中占有重要地位。公差常用表示方法有极值公差、统计公差。本文在分析极值公差、统计公差优缺点的基础上引出工艺公差概念，它可以统一表达极值公差、统计公差，着重对零件加工状态进行公差控制，在输入、输出方差传递变动分析中能够灵活应用，是公差稳健设计的重要工具。     

基于本体的滚动轴承配合公差设计研究

针对滚动轴承配合公差设计难以智能化的问题,文章将本体引入到滚动轴承配合公差的设计中,为滚动轴承配合公差设计提供一种可行的方法。首先,分析总结滚动轴承配合公差设计影响因素;其次,使用OWL2构建滚动轴承的本体表示模型;再次根据滚动轴承配合公差设计的专家知识,使用语义网规则语言SWRL构建滚动轴承配合公差设计的语义规则;然后参照已构建的语义规则,使用Jess推理机得到滚动轴承配合公差的设计参数;最后,以圆柱齿轮减速器为例,验证所设计方法的有效性。     

Computer-aided operational dimensioning for process planning

One of the important steps of process planning is to determine the tolerance and mean size for each working dimension. This paper presents a computer-aided operational diminsioning systems which can determine tolerances systematically and calculate mean sizes of working dimensions automatically for a process plan. The system is based on the tolerance charting technique. Firstly, a tree theoretic representation for a tolerance chart is described in this paper. Three trees can be generated from blue print dimensions, stock removals and working dimensions of a tolerance chart. The algorithms for generating the trees are provided, and these trees can be used to identify dimensional chains and solid stock removals in a tolerance chart. Then a linear programming model is built to determine the tolerance of each working dimension. Finally, a mathematical model of linear equations for calculating mean working dimensions is formulated from the dimensional chains.     

基于小位移旋量公差建模和蒙特卡洛模拟的装配体公差优化设计方法北大核心

提出一种基于小位移旋量(SDT)公差建模和蒙特卡洛模拟的装配体公差优化设计方法,通过分析装配精度链、装配结合面和结合面公差3个对装配精度具有重要影响的核心要素之间的关系,利用SDT理论和蒙特卡洛模拟法建立公差模型,再利用齐次变换理论建立结合面误差模型和装配精度模型,进而推导出装配体装配精度与结合面公差相关的映射模型;结合公差制造成本、装配精度可靠度原则,建立装配体装配精度的公差优化模型,并以顶尖装配体为例完成公差优化分析。研究发现:在满足装配精度可靠度的前提下,可使顶尖装配体加工成本降低9.02%,而装配精度可靠度提高至97.81%,验证了所提方法的有效性。     

数字化公差控制效果预测方法及其公差数学模型的建立

针对机床系统的数字化精度分析及其公差设计需求,提出了一种计算机辅助公差分析与设计方法。以定义面向系统的几何要素公差语义为基础,推导了几种基本几何表面的公差数学模型,模型包括几何表面在6个自由度上的约束,并表示为齐次坐标变换矩阵的形式以方便与机床系统误差模型的兼容。最后给出了公差控制效果预测方法的示例。     

基于实际工况的装配体公差建模方法研究

几何产品的装配公差数学模型对CAD/CAM/CAE的集成有着重要的作用。目前的装配公差模型以刚体假设为前提,忽视了实际工况的影响。为解决此问题,研究了实际工况对产品工作性能及公差设计的影响,利用有限元仿真计算了零件在实际工况下的变形量,并在公差模型中综合考虑变形量的影响,建立了实际工况下装配体的公差模型。将该方法应用到尾座装配体的公差建模中,验证了该方法的有效性。     

反求设计中公差模型的研究

本文分析了公差和误差在产品生命周期中的表现，论述了目前公差模型的发展现状及其常见的几种形式，从反求设计的特点出发，讨论了建立反求设计中公差模型需要考虑的因素，从而提出了一种公差模型的框架结构。