大型复杂锻件锻造工艺及模具设计通用系统的研究与开发

随着计算机辅助设计技术的发展,市场上已经出现了许多面向各种模具的CAD系统,如注塑模、级进模、汽车覆盖件冲压模具等。这些系统的功能范围覆盖了从零件工艺到模具结构设计及加工的整个流程,可以显著地提高模具的设计质量和效率,减少设计失误,对于提高模具的制造水平,起到了非常重要的作用。     

曲面网格划分算法的分类与比较

本文对现有的曲面网格划分的典型算法进行了分类，对各类算法的特点加以分析和比较，指出了各个算法的适用范围。最后分析了曲面网格生成中需要进一步研究和解决的问题。     

Zr_(55)Cu_(30)Al_(l0)Ni_5块体非晶合金微反挤压试验与数值模拟

采用反挤压试验结合数值模拟的方法,研究了块体非晶合金在过冷液态区内成形微小零件的变形行为。首先采用材料压缩试验确定非晶合金的成形温度和成形速率,并用Deform3D软件模拟压缩试验过程,以寻找一个和非晶合金成形过程类似的材料,获得一个相似的本构关系,用于后续反挤压过程的模拟。在此基础上,进行了外径为1.2mm,内径1.0mm圆筒形零件的反挤压试验,研究了温度和冲头速率对反挤压力的影响,结果表明成形温度对反挤压力的影响较大,而成形速率对反挤压力的影响不显著。采用SEM观察成形件的表面形貌,发现零件的尺寸精度较高,表面精度较差。计算表明挤压过程中的摩擦较大,Deform3D模拟表明应变速率分布极不均匀。     

大型金属零件电弧熔丝增材及其复合制造技术研究进展

大型金属零件广泛应用于航空航天、能源、国防等领域中的关键承力结构,多采用铸造或者锻造工艺成形制造。电弧熔丝增材及其复合制造技术是近二十年来迅速发展起来的一种快速近净成形制造技术,具有高效低成本的显著优势,是大型金属零件成形制造中热点研究方向。本文总结概述了近年来大型金属零件电弧熔丝增材制造工艺的应用与研究,指出了金属材料电弧熔丝增材制造中广泛存在的控形控性难题,介绍了多种结合传统塑性成形工艺的电弧熔丝增材复合制造技术及其控形控性方法,最后对大型金属零件电弧熔丝增材及其复合制造技术的发展进行了总结与展望。     

用于自由曲面模具零件的等离子束表面处理机器人轨迹生成研究

为了满足等离子束表面处理的工艺特性要求,提出了一种基于等残余高度法改进的初始轨迹迭代优化算法,介绍了等离子束表面处理机器人系统以及轨迹自动生成和工艺参数模块,再分析轨迹规划的拓扑结构和工艺参数,接着提出改进的轨迹优化算法,该方法综合考虑自由曲面曲率、轨迹间距等多种因素,相较于一般的轨迹规划算法,能在保证加工效率的基础上有效提高表面加工质量。     

石化容器用2.25Cr-1Mo-0.25V钢的CMT电弧熔丝增材制造工艺及组织性能研究

为探索大型石化筒体根部止口的制造新工艺,采用新研发的2.25Cr-1Mo-0.25V合金丝材,使用CMT电弧熔丝增材制造技术首次堆积2.25Cr-1Mo-0.25V直壁墙,探索增材后的最佳热处理工艺,以改善沉积态显微组织与力学性能。实验发现：增材成形的直壁件内部微观组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体和部分马氏体,堆积方向组织差异明显,显微硬度浮动剧烈,拉伸强度远高于母材,但断裂延伸率较低。对增材后的直壁件施加“消氢处理+去应力处理”和“模拟最小焊后热处理”,发现后者能将其塑性提升至与母材相当。根据显微组织分析,经过“最小焊后热处理”,沉积态的板条贝氏体和部分马氏体可转变成均匀分布的粒状贝氏体,组织间的各向异性显著降低。实验证明,应用新研发的2.25Cr-1Mo-0.25V丝材在最佳的CMT电弧熔丝增材工艺参数下成形直壁件并结合“最小焊后热处理”能够最大程度地改善显微组织和力学性能,最终满足石化容器筒体根部止口的服役指标。相比浇铸-锻造成形止口的工艺,开发的CMT电弧熔丝增材新工艺有望大幅节约生产成本,提高制造效率。     

基于UG的3D不同零件自动排样开发

为了解决注射模加工制造过程中排样工序效率低、周期长、材料利用率低的问题,以UG作为平台,研究了3D零件的自动排样算法,并开发了3D零件自动排样模块,与传统排样方法相比,提高了生产效率和材料利用率,具有很高的有效性和实用性。     

基于NX的关联式孔表创建技术研究

以模型上孔的加工信息为研究对象,利用NX中UDO特性,创建一个四层UDO结构存储所有孔的加工信息,并将孔对象和UDO对象关联起来,实现了孔表的实时更新。对于一些不便于实时更新的操作,关联式孔表采用优化的手动更新方法,兼顾了孔表使用的稳定性、正确性和孔表设计的简便性。以此为基础,在NX平台上开发出了孔表模块,提高了CAD系统的自动化程度。     

基于UG的注射模冷却水道快速设计

采用UG二次开发技术,按照概念设计、冷却水道设计、干涉检查、端点设计、自动生成孔表的流程完成冷却水道的快速设计。设计过程中将概念设计轨迹线与冷却水道进行UDO关联,实现冷却水道的快速修改,并将冷却水道的端点与模板上的孔进行WAVE关联,实现孔的同步修改。设计系统极大地提高了冷却水道的设计效率和质量。     

压边圈夹紧及拉延成形过程动力显式有限元模拟

应用动力显式有限元方法模拟具有曲面压料面的压边圈夹紧及拉延过程时，在压边夹紧阶段，为克服工件高速运动时由于所受约束不足带来的惯性效应的不利影响，采用虚拟补实压边圈进行模拟；在随后的拉延阶段，恢复采用原来的压边圈以及冲头、凹模进行模拟，从而可实现连续快速地模拟钣料压边圈夹紧和拉延成形过程。