多点成形--金属板材柔性成形的新技术

多点成形是一种板材三维曲面柔性成形的新技术.简述了多点成形的基本原理与系统构成并介绍了几种成形方式.在多点成形中,厚板曲面件可直接成形,薄板曲面件则采用柔性压边技术进行成形.利用多点成形技术的柔性特点还能实现分段成形、反复成形、多道成形以及闭环成形等新的板材成形工艺.     

金属板料冲压成形过程有限元分析软件的开发

报道了最新开发的金属板料冲压成形过程有限元分析软件－SheetForm,它是一个将大变形弹塑性有限元法应用于金属板料冲压成形过程的模拟分析软件。它能模拟成形过程中出现的起皱和破裂等成形缺陷,对其功能、特点、使用方法和适用条件分别进行了介绍,并对大量的实例进行了分析模拟,得到了很好的模拟结果。     

异形件冲压成形工艺及模具设计

介绍了一异形件的冲压成形工艺,并针对该异形件的初步设计方案进行了改进,对冲压成形工序进行了合理的组合,设计并加工了生产该异形件的3套模具,对类似零件的冲压工艺分析和模具设计将会有一定的参考和借鉴价值.     

曲面柔性轧制装置设计与成形工艺分析

采用曲面柔性轧制方法可以实现三维曲面板类件的连续、柔性成形,为了验证该方法的可行性,本文基于曲面柔性轧制原理,设计出成形装置并研究了装置关键部件工作辊的驱动方式,驱动方式可以分为单端与双端两种;进行相关成形实验并对曲面柔性轧制成形工艺进行了分析,探讨了成形过程.结果表明:一次调形成形工艺适用于小变形量情况,成形质量好,效率高;渐进调形成形工艺,以小的压下量逐渐使板料成形,在一定程度上可以消除板料边缘皱褶,减小回弹,利于板料成形;理论上讨论了实时调形成形工艺,该种工艺将会提高成形自动化与效率.对成形件进行了成形精度与厚度分布研究,表明成形效果良好,验证了曲面柔性轧制成形方法的可行性与实用性.     

双曲度覆盖件拉延回弹研究

研究了双曲扁壳覆盖件的成形机理及回弹特点,分析了双曲度拉延回弹机理.回弹与曲面部分的变形量有关,拉伸变形量增大,回弹量降低.同时,讨论分析了压边力、板材性能参数等因素对双曲度回弹的影响.     

摩托车油箱冲压成形数值模拟分析

应用PAM-STAMP软件对摩托车油箱的拉延成形过程进行了详尽的有限元模拟分析,通过对模拟分析和实际冲压结果的比较,验证了摩托车油箱拉延成形模拟分析建模的合理性和模拟结果的准确性.并简要分析了模拟结果和实际冲压结果产生差异的原因.结果表明,采用PAM-STAMP数值模拟软件可准确分析摩托车油箱的冲压成形过程.     

多点成形时工艺方式与工件压痕的关系研究

多点成形是一种先进的制造技术,但其成形特点与传统的冲压成形方式相比具有很大差别.本文采用有限元数值模拟手段针对多点成形过程中产生的压痕现象以及消除压痕的措施进行探讨,主要是对比多点模具成形和多点压机成形两种不同工艺,分析不同成形工艺条件下对压痕的影响.本文用显式动力学软件对1mm与3mm厚度的马鞍型曲面件进行数值模拟,结果表明,在相同条件下,用多点模具工艺成形的板材比用多点压机工艺成形的板材压痕深度大3-15倍,而且在成形过程中出现压痕的时间早.多点压机成形方式比多点模具成形方式具有成形效果好,缺陷少(可以减小或消除压痕和起皱等缺陷),并且有利于板材的流动,能够得到更大的变形量.     

粉末注射成形计算机模拟技术及其应用

介绍了计算机模拟软件在粉末注射成形工艺中的应用,并对注射成形软件的模拟过程进行了描述.举例说明了计算机模拟软件在金属粉末注射成形工艺模拟实际生产中的意义.     

碳纤维编织复合材料冲压成形实验与仿真分析

编织复合材料成形由双曲率曲面构成的复杂结构件时,会导致复杂的纤维重新排布和重新取向,从而影响最终成形件的力学性能。基于纤维增强连续介质力学理论,作者以前提出了一种简单实用的超弹性模型来描述编织复合材料在成形过程中的非线性各向异性力学行为。利用冲压工艺为树脂传递模塑法提供碳纤维编织复合材料预成形件,研究了碳纤维编织复合材料在冲压成形带有双曲率曲面的结构件时的纤维重新排布和重新取向。碳纤维编织布被剪成纱线分别与模具矩形边成0和45°两种样式。利用所提出的模型对实验进行模拟并与实验结果进行对比发现,预测的纤维局部剪切角和边界纤维缩进量与实验结果吻合很好。这一研究对编织复合材料成形的数值预测与结构设计有着重要的意义。     

基于逆向工程的零件反求设计与制造

反求设计与制造是逆向工程的重要组成部分,以PCP系列便携式光学三维扫描系统为基础,介绍逆向工程技术在零件反求设计与制造中的应用。利用三维数字化激光测量仪准确、快速地测量出工件的轮廓坐标,通过Winmoire扫描软件得到零件模型各个面的轮廓点云数据,再通过Cloudform拼接软件将各个面的轮廓点云数据合成为三维点云数据模型,最后通过Geomagic studio11建模软件进行曲面重构,并对重构的曲面进行分析和优化,最终生成STL数据,据此进行快速成形加工得到零件。     

A methodology for evaluation of metal forming system design and performance via CAE simulation

In the current metal forming product development paradigm, product cost, time-to-market and product quality are three overriding issues, which determine the competitiveness of the developed products. In the up front design process, the first 20% of design activities commits to about 80% of product development cost and product quality issues. How to conduct ‘right the first time’ design is critical to ensure low development cost, high product quality and short time-to-market. To address these issues, state of the art technologies are needed. Traditionally, computer-aided design (CAD) and computer-aided manufacturing (CAM) technologies provide solutions for representation of design intent and realization of design solution physically. However, it is difficult to address some critical issues in the design of forming process, tooling structure, material selection and properties configuration, and finally the product quality control and assurance. Computer-aided engineering (CAE) technology fills this gap as it helps practitioners generate, verify, validate and optimize design solutions before they are practically implemented and physically realized. In this paper, a methodology for evaluation of metal forming system design and performance via CAE simulation is developed. The concept of metal forming system and its design is first articulated and how the CAE technology helps design and design solution evaluation is then presented. To assess and evaluate the performance of metal forming systems, quantitative design evaluation criteria are developed. Through industrial case study, how the developed methodology helps metal forming system design and evaluation is illustrated and its efficiency and validity is finally verified.     

先进制造技术的核心技术

产品设计思想创新和设计技术创新是先进制造技术的核心。在研究先进制造技术的体系和特点的基础上,探讨了先进制造的设计思想和设计技术的主要内容。     

汽车车身轻量化发展方向探讨

系统阐述了汽车车身轻量化设计过程中运用的3种主要方法：在车身结构优化设计方面,详细介绍了拓扑优化、灵敏度分析和形貌及尺寸优化在车身轻量化设计中应用的步骤及方法;在先进工艺应用方面,介绍了激光拼焊板、热冲压成形技术、辊压成形技术的优缺点,以及这些先进工艺应用于车身的位置;在车身新材料应用方面,介绍了高强度钢板、铝合金、塑料及高分子复合材料、静音钢板和结构发泡材料等在车身上的应用及发展情况.以大量实例和统计数据,并通过表征车身轻量化的关键指标——车身轻量化系数验证,得出汽车车身轻量化设计的步骤及发展方向.     

药筒精密成形工艺数字化设计系统

介绍了药筒工艺数字化设计系统的特点、设计流程和各功能模块的主要功能。该系统在药筒成形工艺和模具设计过程中融合了基于规则的推理与基于实例的推理,可智能完成工艺参数计算,半制品与模具参数化建模,同时为设计者提供有效的精密成形工艺设计知识和经验帮助,大幅提高了该类零件成形工艺和模具设计效率。     

十字轴零件模锻工艺的数字化设计

目的设计十字轴零件模锻工艺流程。方法运用模锻工艺及模具设计系统,对一种典型十字轴零件的模锻工艺进行数字化设计。结果设计证明,采用该系统,仅需少量的人机交互,大幅提高了设计效率,满足产品低成本、短周期、高质量要求,设计效率达到了传统设计方法的3倍以上。结论模锻成形工艺与模具智能设计系统在辅助设计上产生了显著的优越性,同时还提供了可供参考的极具价值的数据共享平台。     

新型鼠标底座注射成形流动仿真及模具设计

目的设计并制造出新颖、使用方便以及功能齐备的鼠标。方法采用3D打印技术打印了新型鼠标模型。在设计浇注系统的基础上,对新型鼠标底座的注射成形工艺流动过程进行了有限元仿真。分析了充填成形过程中的充填时间和冷却固化时间、体积收缩率与缩痕、塑件的变形情况、表层与心部的取向、残余应力以及气孔和熔接线等相关参数。结果成功完成了鼠标底座的注射成形模具的设计。结论采用3D打印技术与有限元模拟相结合的方法,来开发新型塑料制品,能有效节省设计时间、保证设计质量。     

航空叶片模具设计参数对模具磨损影响分析

为解决航空叶片精锻模具磨损严重,设计参数确定困难等问题,本文在分析模具设计过程和锻造工艺的基础上,基于Archard摩擦理论,借助有限元分析软件对不同设计参数的叶片模具的精锻成形过程进行了模拟仿真,运用正交试验设计方法分析了模具成形角度、桥部厚度、桥部宽度对叶片成形力和模具磨损的影响,得出了有益于叶片成形和减小模具磨损的最优化组合设计参数,并对该参数的计算方法进行了改进,简化了计算过程且参数计算更加精确;最后,通过工程实例对上述过程进行了验证,其实验结果与仿真结果的一致性较好,减小了模具磨损,提高了叶片模具设计效率.     

先进核电厂主控室新风净化系统设计探讨

根据国内外相关设计标准和规范,分析事故工况下服务于先进核电厂主控室的新风净化系统的设计准则、设备设计要求,同时探讨几种系统设计方案并给出设计建议。     

Axiomatic design of a microcellular filament extrusion system

This paper presents a case study of axiomatic design for a microcellular polymer processing system with particular emphasis on the continuous formation of a polymer/gas solution. The objective is to design a continuous processing system for the manufacture of microcellular polymers, which are characterized by cell densities greater than 10⁹ cells/cm³ and cells smaller than 10 µm. Conventional microcellular polymers are produced in batch processes by first forming a polymer/gas solution followed by rapidly decreasing the solubility of gas in the polymer resulting in the nucleation and growth of bubbles. The main strategy for the design of a new continuous processing system is to integrate these two major steps into an extrusion process such that the overall process is decoupled. The axiomatic design principles are effectively used as a structured framework for the design of the overall system and for the detailed design of each stage as well. The resulting microcellular plastics extrusion system has independently controllable functions at each stage via an appropriate design parameter. The purpose of this paper is to present a systematic design procedure emphasizing the continuous polymer/gas solution system, illustrating the decomposition of the functional requirements and design parameters, the zigzagging required between the design domains for decomposition, and the use of the design axioms during the design of a microcellular polymer manufacturing system.Nomenclature A design matrix - A _ij element of the design matrix - FR(s) functional requirement(s) - DP(s) design parameter(s) - PV(s) process variable(s) - p _i gas injection pressure, Pa - p _b barrel pressure, Pa - Q _g gas flow rate, g/s - R resistance of the porous materials, Pa-s/g     

基于TRIZ理论的纸盒成型机主轴结构的优化设计

目的运用TRIZ理论对纸盒成型机主轴结构进行优化设计。方法利用TRIZ理论的冲突解决原理对纸盒成型机主轴结构进行分析归纳,得到相应的创新设计原理和优化方向,通过分析对比选择最佳的创新原理,以解决设计中的矛盾,并利用TRIZ理论提供的优化方向对主轴结构进行有限元分析。结果通过TRIZ理论得到了纸盒成型机主轴结构的优化方案和方向,利用有限元仿真软件进一步分析得到了纸盒成型机主轴结构的的最大变形为0.1796 mm,通过对纸盒成型机主轴结构最终优化方案的实验验证,得到主轴结构的最大变形为0.18 mm,满足使用要求。结论利用TRIZ理论和有限元相结合的方式为纸盒成型机主轴结构的优化设计提供了一种新的思路,同时也为纸盒成型机主轴结构的进一步优化设计提供了依据。