电液联合校直机校直精度控制方法研究

轴类零件加工制造过程中存在弯曲变形,影响零件加工精度。为了满足生产使用需求,对零件进行校直具有重要意义。校直机按工作原理差异可分为液压和伺服校直机。前者精度较低,但结构简单、造价低,后者精度高,但制造成本相对高。基于此,提出了一种电液联合校直机,在保证精度的基础上降低设备的制造成本,同时避免校直过程中出现刚性冲击,确保了校直精度。     

长轴校直机

轴类零件在使用或加工之前,往往需要先经校直,而校直工作通常是由人工或在各种压力机上来完成的,没有专用设备。因此,工作效率不高,操作要求较高。这里介绍一种双联杠杆式触点控制的自动校直机(图1)。采用这种校直机进行轴类零件的校直,既能提高工效,又可以提高校直精度。     

精密校直机微机检测系统的研究

介绍的精密校直机微机检测系统可在线同时测量轴类零件 5个截面的弯曲量 ,找出最大弯曲量及其相应段号送入主机作为校直参数 ,其测量精度可达± 1.82mm。     

微型电机轴搓碾校直机的设计

介绍了一种平板搓碾校直机的设计与计算.这种校直机不同于常见的多辊双曲线辊子校直机和辊轮精密校直机,它变传统的通过连续不断的快速局部挤压、变形来校直轴类零件为对轴类零件整体搓碾挤压进行校直,这种搓碾挤压校直方式特别适用于微型电机轴这样的直径微小的短轴.     

全自动卧式校直机误差分析及补偿

利用金属塑性变形后产生残余变形的原理对发生弯曲变形的工件主动加载可实现轴类零件的精确校直.在借鉴现有的门式结构和C型结构校直机基础上提出一种全新的四导柱卧式原理样机,样机机构运动由4个步进电机驱动,兼具工件尺寸检测和校直加工功能,便于实现自动化控制.本文重点分析了原理样机的加工安装误差对工件测量精度的影响和结构刚度对校直行程的影响,给出了校直行程误差补偿模型.原理样机实验表明,校直控制精度可达0.05mm.     

自动校直机的自主开发及其在现代汽车制造业中的应用

以BUM系列校直机为例,阐述了轴类零件自动校直机的工作原理和技术特点,重点介绍了该系列校直机对于由工件缺陷引起的假性弯曲的处理方法和防止校直过程中工件断裂的声发射检测功能.展现了轴类自动校直机在现代汽车制造业的应用前景.     

板材非圆弧弯曲回弹补偿模具型面设计方法

针对板材非圆弧弯曲回弹补偿模具型面的求解问题,提出了定弧长离散法,在此基础上,结合经典圆弧弯曲回弹理论建立三次多项式插值,迭代计算出模具形状曲线,并在MATLAB中进行数值模拟,经验证该理论解析法具有良好的计算精度.     

轴类零件校直的预留量计算

由于在实际生产中压下某一弯曲位置会对其他弯曲位置有很大的影响,造成反复多次下压,影响工作效率,从而不能适应大批量生产的要求,也不能满足对校直精度越来越高的要求.本文针对这一问题,运用空间几何和轴变形理论作为基础来研究对弯曲轴类零件校直时确定校直预留量的计算方法,来达到一次或者仅用几次校直使零件满足精度要求.实验证明这种算法加快了生产节拍,从而提高效率.     

轴类零件校直的预留量计算

由于在实际生产中压下某一弯曲位置会对其他弯曲位置有很大的影响，造成反复多次下压，影响工作效率，从而不能适应大批量生产的要求，也不能满足对校直精度越来越高的要求。本文针对这一问题，运用空间几何和轴变形理论作为基础来研究对弯曲轴类零件校直时确定校直预留量的计算方法，来达到一次或者仅用几次校直使零件满足精度要求。实验证明这种算法加快了生产节拍，从而提高效率。     

自动校直机材料性能参数的在线识别

全自动校直机因其校直精度好和生产效率高,得到日益广泛的应用.在校直工艺的参数计算时,校直工件材料性能参数的波动将影响计算结果的准确性.本文在分析校直工艺过程的基础上,提出基于径向基函数神经网络的性能参数在线识别方法.经实例研究表明,该方法识别精度高,可直接应用于校直工艺参数的计算,为全自动校直机的开发提供理论指导.     

压气机叶片辊轧模具型腔回弹补偿方法研究

航空发动机高压压气机叶片在辊轧成形过程中会沿着弦长方向发生回弹,直接影响叶片的成形精度进而影响其气动性能。为实现航空发动机压气机叶片无余量辊轧成形,提出并研究基于截面线回弹补偿的叶片辊轧模腔优化设计方法。分析钣金件弯曲变形过程并基于钣金件的几何结构和材料特性建立回弹前后中心角的变化模型。在此基础上提出叶片截面回弹补偿模型,并对辊轧叶片工艺模型截面进行回弹误差补偿。将回弹补偿后的叶片工艺模型截面线族绕轧辊轴线进行扇态分布并重构辊轧模具型腔。基于数值计算方法使用几何映射和回弹补偿设计的型腔对叶片辊轧成形过程进行模拟,并获得了相应的轧制成形叶片模型。结果表明,回弹补偿后的模具型腔能够有效提高叶片型面的成形精度,叶片成形误差缩小到原来的16.7%。本文研究内容为压气机无余量辊轧成形模具设计提供理论支撑,同时对不规则薄壁类结构塑性成形精度控制具有参考价值。     

微型电机轴搓碾校直机的设计

介绍了一种平板搓碾校直机的设计与计算。这种校直机不同于常见的多辊双曲线辊子校直机和辊轮精密校直机，它变传统的通过连续不断的快速局部挤压、变形来校直轴类工件为对轴类工件整体搓碾挤压进行校直。这种搓碾挤压校直方式特别适用于微型电机轴这样的直径微小的短轴。     

铝合金整体壁板时效成形模具型面构造

时效成形是飞机整体壁板的主要成形工艺之一,由于成形过程中回弹量大的特点,需要对模具进行补偿以消除回弹对零件成形精度的影响。为了有效消除回弹影响,提出一种有限元模拟与物理试验相结合的思路,基于有限元模具型面回弹补偿—试验迭代的频域模具型面修正方法。以2124铝合金材料为例,以零件理论外形作为初始模具型面对整体壁板进行仿真回弹补偿迭代,经过6次补偿,零件成形误差减小到0.47 mm,把有限元迭代所得模具型面进行工艺试验,验证结果表明,仿真迭代所得模具型面成形零件的误差为0.63 mm;达不到0.5 mm的外形误差要求。进一步采用模具"频域"修正算法对时效成形模具型面进行修正,经过2次修正,成形零件误差降低至0.484 mm,满足使用要求,结果表明该方法可行。     

锥柄机用铰刀全自动校直机

我院与北京量具刃具厂合作,研制成功了 ZT-01型全自动校直机。主要适用于直径10～1 5毫米锥柄机用铰刀热处理后弯曲变形的自动校直。如对机床料道作适当改进,还可以把校直范围扩大到直经6～15毫米,长度90～200毫米的杆类刀具和轴类零件。但是校直点表面必须是完整的圆柱面或圆锥面。     

热处理小诀窍两则

回火冷却校直法 我们用回火后局部冷却的方法校直弯曲的轴类零件,取得了令人满意的效果。现推荐介绍如下: 先在距弯曲的轴类零件两端各四分之一处用铁丝拧做吊挂用的吊扣,使吊挂时,弯曲的轴类零件凸面朝下。待将其回火加热后,挂吊扣将轴类零件浸入水中至轴线处,凹面的一半则露出水面。这时     

压力校直过程的理论模型研究及其实验验证

校直行程的精确计算是全自动校直机的关键技术。文中以矩形截面零件为研究对象,并假定为理想弹塑性材料,依据弹塑性力学理论,通过推导载荷、弯矩、挠度和弹性区长度间的关系,建立压力校直过程的载荷-挠度数学模型。实例计算表明,理论计算结果和有限元计算结果吻合良好。实验结果也证实理论计算具有足够的精确性。该模型有助于全自动校直机的研制。     

CATIA二次开发回弹补偿模面的获取

橡皮囊液压成形工艺是航空钣金成形的主要方法之一,而回弹是影响产品制造精度的重要因素。目前基于有限元数值模拟的回弹补偿技术是解决回弹问题有效的方法,但耗时极长,不易于大范围推广。基于理论算法,在CATIA交互模式环境下二次开发出六个不同类别的回弹补偿模块,对零件数模进行回弹补偿并得到其模具工作型面及型模,实现在新淬火状态下真正意义上的橡皮囊"一步法"成形。验证试验证明了补偿系统及算法的可靠性与正确性。     

基于汽车梁类件的回弹计算及补偿系统

板件回弹问题一直是学术界和工程界研究的热点,特别是在车身广泛应用高强度钢板之后回弹问题更加明显。针对汽车梁类件的造型特点,建立基于梁类件的回弹计算、回弹补偿及工艺型面修改的整套分析系统。在此系统中,先利用二维截面法和有限元软件来计算零件各断面的回弹量,保证其回弹计算的精确性。再通过节点偏置算法来补偿各断面节点的回弹量,得到各断面回弹前和补偿后的节点信息。最后按照各个断面回弹前和补偿后的节点的一一对应关系,以原始型面为基础,运用型面整体变形(Shape global deformation, SGD)算法来对零件的工艺型面进行补偿修改。能够保证变形前后的型面整体拓扑关系的一致性,极大地保证曲面的质量和光顺程度,以便得到更为精确的回弹补偿型面。实践证明,该系统能够很大程度节省处理回弹问题的时间和精力,并且在补偿型面的修改精度上有较大的提高,回弹补偿更加准确。     

复杂型材零件工艺模型设计方法

为了实现复杂型材零件的高效和精密制造,提出一种变曲率轮廓、变截面型材零件工艺模型设计方法。以去下陷结构的零件设计模型为初始工艺模型,选择该模型外型面一条轮廓线进行等距离散和等曲率拟合;采用数值模拟获取工艺模型回弹后的轮廓线数据,通过集成接口读取数据,以确定各等曲率段回弹后的半径;将回弹前后圆弧半径差值作为补偿量,基于各段一阶连续方法拟合得到补偿后轮廓线;将初始工艺模型轮廓线各等距离散点法向截面线平移到补偿后所在点位置,采用多截面曲面重构工艺模型参考面;最后按设计模型添加下陷结构形成最终工艺模型。应用上述方法基于CATIA开发了型材零件工艺模型设计工具,实验验证结果分析表明,该方法可以实现复杂型材零件工艺模型的快速、精确设计,显著提高了以此为基础的型材零件"一步法"成形后的外形精度,大大减少了校形工作量。     

汽车轴类零件非均匀材质力学特性的有限元分析(Ⅱ)

采用有限元方法模拟了汽车轴类零件非均匀材质力学特性。对汽车轴类零件常见非均匀材质特征进行了分析,建立了轴类零件的有限元模型,并采用统计技术确定不同单元的材料属性以反映材料的非均匀性。通过数值迭代,研究了材料非均匀性对材料最大应力与疲劳寿命的影响,对于工程设计具有一定的参考意义。