基于激光快速成形技术的微型血泵模型机研制

介绍了激光快速成形技术的基本原理和方法，通过血泵模型机的设计和制备，研究了利用该项技术制造复杂的螺旋叶片零件的基本方法和技术，并对加工零件产生的误差进行了分析，认为激光快速成形中的分层技术和树脂材料会引起尺寸精度误差，同时，分层技术还会引起螺旋叶片表面的形貌误差。     

航空连接件冲锻成形工艺模拟及优化

采用有限元模拟方法,对圆环形航空连接件成形工艺进行仿真模拟,从3种不同成形工艺方案中选择最佳方案,对所选工艺方案进行冲锻工艺参数优化,研究冲头截面尺寸对凸台成形效果的影响。结果表明,采用单一冲头完成弯曲和凸台的成形,冲头截面尺寸在长宽方向均向外偏置0．15mm时成形效果最好,最佳;中头截面尺寸为5．3mm×2．15mm。采用上述截面尺寸的冲头成形出的零件,实验验证符合使用要求。     

工业机器人自动钻孔及锪窝一体化加工

为了提高工业机器人制孔的位姿精度,控制锪窝深度误差,利用激光跟踪仪跟踪机器人位姿,获得位姿偏差,并对机器人位姿偏差进行补偿,提高机器人制孔的位姿精度;利用光栅尺构成闭环控制系统,将制孔过程中机器人与工件变形引起的误差补偿到制孔刀具的进刀位置,从而保证埋头螺栓孔的锪窝深度.采用该跟踪、补偿系统在平面试验件和曲面试验件上进行了工业机器人制孔位置精度和锪窝深度补偿加工试验.结果表明,机器人的位置精度和角度精度达到0.05 mm和0.05°,锪窝深度误差控制在0.03 mm以内.     

基于Dynaform的L形件弯曲工艺参数优化分析

回弹与起皱是弯曲件成形过程中最大的质量问题.以典型的L形件弯曲成形工艺参数为研究对象,设计正交试验,并利用Dynaform有限元分析软件对弯曲件成形过程进行数值模拟,分析压边力变化时长占比、最小压边力、最大压边力以及凹模圆角半径对弯曲件成形质量的影响规律.以成形裕度为约束条件,回弹角、起皱波纹度为参考指标,基于数值模拟与极差计算结果,得到弯曲成形最优工艺参数.模拟验证结果为回弹角控制在0.3°以内,波纹度控制在0.773%左右,最大限度地减少了工件形位尺寸误差.     

基于DYNAFORM的电机盖板冲压成形数值模拟试验研究

利用有限元分析软件DYNAFORM对一种浅拉深、大尺寸电机盖板零件进行冲压成形数值模拟试验,研究各主要工艺参数及拉延筋对拉延成形质量的影响,并分析缺陷产生的原因. 采用正交试验和综合分析法进一步优化工艺参数,以减少板料成形过程中出现的破裂、起皱和拉深不充分缺陷. 研究表明,通过合理布置拉延筋及优化工艺参数,可以有效提升拉延成形质量. 最终得到的最优工艺参数组合为:拉延筋阻力系数50%、压边力600 kN、摩擦因数0.16、冲压速度5000 mm/s、凸凹模间隙1.1t,通过模拟试验验证该工艺参数组合的准确性和有效性.     

高精度激光脉冲测距双阈过零时刻甄别技术研究

在高精度激光脉冲测距中,为了消除激光回波信号幅度变化带来的定时误差,提出了采用双阈过零时刻甄别技术。分析了准高斯激光脉冲通过有源CR微分电路成形为双极性脉冲后,微分过零点与激光脉冲的峰位之间的对应关系。设计了由带锁定功能的高速比较器AD96687等芯片组成的高精度双阈过零甄别电路,对电路进行了误差分析,给出了提高精度的措施。实验结果表明：定时精度优于67ps。     

选择性激光烧结聚苯乙烯制件尺寸精度影响因素研究

收缩是选择性激光烧结(SLS)聚苯乙烯(PS)成型过程中影响制品精度的重要原因.采用正交试验的方法,研究激光功率、扫描速度、扫描间距、粉底温度各工艺参数对烧结件的尺寸精度的影响规律.结果表明,工艺参数激光功率、扫描间距、扫描速度的调整加大了热交换区对扫描平面内尺寸精度的影响,粉底温度对收缩的影响较小.最优的烧结参数组合为40%的激光功率、0.11mm的扫描间距、2000mm/s的扫描速度、90℃的粉底温度.     

工艺参数对机匣冷态强力旋压力学行为影响规律研究

针对航空钣金机匣材料难于成形,且成形后的产品精度难以控制等问题,本文以高温合金GH3030为材料,在阐明钣金机匣冷态强旋成形回弹理论与载荷作用机制基础上,使用SIMUFACT.FORMING有限元软件,导入实验室之前所得到的GH3030的本构方程,在软件中建立了航空机匣锥形件冷强旋的仿真模型,分析了旋轮间隙,旋轮进给比以及芯模半锥角对钣金机匣冷态强旋成形回弹与载荷影响规律;采用正交试验得到了各工艺参数对回弹角度影响的主次规律,并得到最优工艺参数组合;采用BBD试验方法,得到旋压最大成形力与旋压参数的量化回归模型,对回归方程进行方差分析,计算它的多元相关系数、可信度、精确度,结果表明该模型的可信度和精准度较高,并取点验证,发现误差在10%以内,回归模型较为精准。最后进行了旋压实验,对比分析了仿真结果与旋压实验实测结果的回弹角度,其平均误差在6.2%以内,验证了仿真结果的可靠性。本文的研究结果为实现高温合金钣金机匣锥形件冷强旋的精确成形提供了理论指导和技术支持。     

阻焊式双工位金属叠层制造关键工艺研究

研究金属叠层制造中激光切割、电阻焊接和带料运动控制等关键工艺.以302不锈钢为成形材料进行切割实验表明,激光器功率为85 W,切割速度为190 mm/min时切割效果最优.通过焊接电流对比,结合焊接电流对接头质量定量变化和金相组织形貌变化考察,确定焊接电流为2 700 A时焊接效果最优.为确保焊接的精准性,探讨带料运动控制机械结构及速度控制要点.采用0.1 mm厚的302不锈钢焊接10层,进行3维金属实体成形实验,结果表明,所制造的金属零件层与层之间达到完全冶金结合,结合强度超过600 MPa,用该模具注塑的塑件表面尺寸精度和光洁度均达到使用要求.     

手刹固定板冲压成形数值模拟

利用有限元模拟软件AutoForm对某车型手刹固定板进行了冲压成形数值模拟,研究了工艺参数对拉延成形质量的影响规律,并分析了原因。采用正交试验优化设计方法进一步优化了工艺参数,并进行了全工序模拟。研究结果表明:在合理设置拉延筋基础上,通过优化工艺参数能够有效控制成形件质量。最佳工艺参数条件为:压边力600 kN、凹模圆角半径6mm、凹凸模模具间隙1.50 mm、摩擦因数0.15。通过实际实验验证了模拟结果的正确性,说明利用数值模拟可以有效指导实际生产。     

ZK60镁合金棒材挤压过程有限元分析

采用刚粘塑性有限元理论,分别用2mm/s、3mm/s、4mm/s、5mm/s的挤压速度,对ZK60镁合金棒材的挤压过程进行了数值模拟,观察棒材挤压过程中金属流动情况,并分析了挤压变形时工件内部的温度变化情况,以及应力、应变分布规律.以模拟出的挤压件流出模孔时等效应力应变的分布规律,确定该棒材挤压的最佳工艺参数.     

双质量飞轮驱动齿盘旋压增厚成形工艺研究

针对汽车双质量飞轮驱动齿盘外缘为原始板厚的3~5倍的特点,以SIMUFACT软件分析为手段,对双质量飞轮驱动齿盘多道次旋压增厚成形工艺进行研究.基于旋压增厚成形工艺的理论分析,设计出多道次旋压增厚模具并建立了旋压增厚成形有限元模型.以第1道次旋压增厚成形为例,分析了成形过程中应力场分布及板坯的变形情况.同时在板坯表面设置4个测量点分析第1道次旋压增厚成形过程中金属的流动规律,从而总结出第2至5道次的旋压增厚成形规律.以旋轮进给速度、摩擦系数、芯模转速为自变量,进行三因素三水平正交试验,获得最大成形载荷、增厚程度数据.结合灰色理论对双质量飞轮驱动齿盘旋压增厚成形工艺参数进行了优化,在CDC-4S80旋压机上进行了试验,结果表明:在旋压增厚过程中板坯所受径向力最大、切向力次之、轴向力最小;较小的摩擦系数与旋轮进给速度有利于提高零件的成形质量;通过物理试验成功将板坯外缘由3 mm增厚到10.5 mm,验证了该成形方案与灰色系统理论优化的可行性.     

Q450冷弯成型角钢有限元数值模拟

采用非线性有限元法对冷弯成型过程中角钢各部位的应力、应变分布情况进行分析,并揭示了角钢在成型过程中金属的变形规律。结果表明,有限元模拟得出的板材应力、应变分布规律与实际情况相符舍,冷弯回弹模拟结果与实测回弹值存在一定的误差,模拟结果中回弹角随着成型角增加时的变化规律与实测结果一致。采用非线性有限元法对冷弯成型过程进行数值模拟是可行的。     

3D打印速度对成型精度影响的有限元模拟与研究

3D打印技术是区别于传统减材制造的一种加工方法。为提高3D打印件的成型精度,通过有限元分析软件ANSYS,利用其生死单元技术及耦合分析,针对影响成型精度的关键因素之一—打印速度(喷头水平移动的速度),进行打印过程中温度场和应力场的分析。通过计算分析后得出以下结论:在其他条件不变的情况下,随着打印速度的逐步提高,打印件的精度先提高后下降,在打印速度为50mm/s左右时达到最优。该方法为分析其他因素对成型精度的影响提供了一种新方式,为进一步分析多种因素共同作用下得到最佳打印参数提供了思路。     

水火弯板局部变形预测建模方法比较

在开发的水火弯板成形过程的热一机分析有限元模型的基础上,就有限元计算结果和实验值进行了对比验证,提出了支持向量机回归模型应用于水火弯板局部变形预测．将数值模拟的计算数据,用传统回归方法、神经网络和支持向量回归技术进行了变形预测的建模和预报对比,结果表明：支持向量回归的预报准确率较高,预测结果稳健性方面也有一定的优势,鉴于支持向量机算法具有较好的建模能力和预报能力,可望在水火弯板变形预测领域得到实际应用。     

薄壁管材激光弯曲过程有限元分析

管材激光弯曲是一种柔性金属塑性加工方法,特别适合薄壁管材弯曲。通过对大径厚比薄壁管材的激光弯曲过程进行有限元分析,建立了管材激光弯曲热力耦合有限元分析模型,获得了弯曲过程中温度、应力、应变变化的详细信息并进行了初步实验验证。对于薄壁管材激光弯曲,弯曲内侧局部凸起现象较为严重,应予以有效控制。     

体内张拉成形空间网格结构成形性能研究

作者对下弦管内索施加预应力张拉结构成形进行了有限元模拟计算,且综合考虑了几何非线性和材料非线性,分析了结构的成形性能.研究表明,上弦是结构成形过程中的主要受力构件,产生较大弯曲变形。主要承受弯矩和少量轴力;刚臂应力应变很小,但刚体转动很大,对结构有一定的约束作用;其他杆件应力很小.     

基于浮动凹模和分流原理的圆柱直齿轮冷精锻成形过程有限元模拟

圆柱齿轮冷精锻成形时变形抗力高,流动性差,齿形填充困难,模具磨损严重,寿命低,阻碍了冷锻工艺的推广。以大模数重卡汽车用圆柱直齿轮为研究对象,利用分流原理结合浮动凹模结构设计了直齿轮预锻及终锻二步工艺方案及模具工装;在此基础上,利用DEFORM-3D软件建立了圆柱直齿轮的冷精锻成形的有限元模型,对齿轮成形过程进行了数值模拟,分析了成形载荷、应力及应变场的变化规律,为模具设计及高性能齿轮的锻造提供一定的指导和参考。     

邻角精确控制的异型管辊弯成形过程数值模拟

针对汽车立柱用P形异型管多道次辊弯成形存在相邻凹凸角度偏差大、难以满足角度高精度要求的问题,基于弹塑性大变形理论,应用辊弯成形专业设计软件COPRA建立了P形异型管15道次辊弯成形有限元模型。结合实际生产过程,开展了完整成形过程的有限元仿真,分析发现焊管周长来料不足及P形异型管角部在轧辊孔型内金属流动不均、成形不到位是导致相邻凹凸角角度偏差过大的主要原因。结合仿真结果和生产实际,提出了选择合适的压缩系数、分配恰当的截面变形量和修正轧辊辊形三者相结合的邻角精确控制方法。应用所提方法进行了P形异型管辊弯成形有限元仿真,结果表明：仿真最终产品截面与设计截面基本一致,凹凸角的角度分别为90.5°和89.9°,角度偏差均在±1°的误差范围内;异型管辊弯成形金属流动到位,使得角部金属充满轧辊孔型,可改善P形异型管相邻凹凸角的成形质量。利用所提方法通过辊弯成形工业应用,获得了符合要求的P形异型管,其相邻凹凸角度精度分别提高了33.84%和36.70%,有效改善了P形异型管成形质量,可为生产实践提供依据。     

激光焊蜂窝夹套压力鼓胀的实验与有限元分析

为确定鼓胀高度与鼓胀压力的关系,实现压力鼓胀的可控性,在分析激光焊蜂窝夹套制造工艺与特点的基础上,进行了压力鼓胀过程的应变电测实验.实验结果表明:鼓胀过程离蜂窝点越近的区域越先进入塑性变形,鼓胀高度随鼓胀压力和蜂窝点间距的增大而增大,随夹套板厚的增大而减小.此外,结合压力鼓胀实验的验证性数据,建立了菱形结构元有限元计算模型,并借助“卸载近似法”,形成了与液氨、水蒸气25%酒精水对应的各种型号夹套的鼓胀压力-鼓胀高度的优选推荐系列,对激光焊蜂窝夹套的生产制造具有参考价值.