镍基高温合金锥筒形件拉深旋压成形机理研究

针对镍基高温合金因加工硬化严重成形时极易产生破裂和起皱等典型缺陷的问题,以锥筒形壳体类零件为对象,提出了一种由锥形预制坯经过真空固溶处理后拉深旋压成形锥筒形件的方法,并对其成形机理进行了研究。基于Abaqus/Explicit平台,建立了锥筒形件拉深旋压有限元模型,分析了成形过程中的瞬态等效应力、等效塑性应变、切向应力、壁厚及三向应变分布规律。结果表明:在旋压成形过程中,最大瞬态等效应力位于旋轮接触区及附近区域、最大瞬态等效塑性应变位于坯料口部;瞬态切向压应力最大值位于旋轮接触区,而瞬态切向拉应力最大值位于旋轮接触区附近的两侧区域。筒形段中部壁厚减薄,而坯料口部壁厚增厚。旋压成形试验表明,锥形预制坯经拉深旋压后可获得壁厚均匀的锥筒形件。     

板式换热器换热片精密冲裁模具设计

分析了换热片零件的结构和工艺特点,有针对性的制定了模具设计制造工艺方案,优化了模具设计结构。采用铸铁模座替换原钢制模座,上模刀块采用镶拼结构取代原整体刀块,同时刀块加工成斜刃口代替原来平刃刀口,用滚珠导柱组件取代普通导柱,用聚氨酯棒代替弹簧。实用结果表明,显著提高了模具冲裁精度,延长了模具使用寿命,减少了设备资金投入、模具数量投入。同时大幅提升了产品质量,提高了生产效率,满足了大批量生产的需求。同时对同类产品的成型具有一定的参考作用。     

渗碳方法对滚珠丝杠轴组织与性能的影响

对含0.18%C、1.21%Mn和1.06%Cr(质量分数)的16MnCr5钢滚珠丝杠轴分别于930℃进行了以氮-甲醇作介质的气体渗碳和以乙炔作介质的真空渗碳。渗碳后分别油淬和气淬,并180℃回火。检测了渗碳层和基体的微观组织、硬度以及至表面以下550 HV1处的深度。结果表明:采用两种方法渗碳随后淬火和低温回火的滚珠丝杠轴渗层组织均为细小的高碳马氏体和少量残留奥氏体,表面硬度高于700 HV1;气体渗碳层有12～20μm深的内氧化层,真空渗碳层基本没有内氧化;与经气体渗碳的滚珠丝杠轴相比,真空渗碳的丝杠轴基体含有少量铁素体,导致其硬度较低,外圆面、滚道和凸缘等部位的硬化层更均匀。     

矩阵式返向器与扁圆形返向器的动力学分析

详细介绍了五次抛物线型回珠曲线的设计计算方法,通过Creo 3.0建立了含矩阵式返向器和含扁圆形返向器的滚珠丝杠副模型;在ADAMS中对两种滚珠丝杠副模型进行了4种工况下的动力学仿真;借助于MATLAB对比分析了两种返向器在不同的工况条件下,滚珠对其碰撞力的大小及变化规律。研究表明:相同工况下矩阵式返向器受到的碰撞力更大,但含矩阵式返向器的滚珠丝杠副的结构更加紧凑,可为含矩阵式返向器的滚珠丝杠副应用和结构改进提供参考。     

发动机多楔皮带轮旋压工艺的研究

针对发动机多楔皮带轮大变形成型工艺问题,对塑性变形理论、多楔皮带轮材料本构模型及材料间摩擦类型等方面进行了阐述,对多楔皮带轮旋压过程中的毛坯、旋轮、芯模、尾顶进行了三维建模与装配,并对各零件之间的相对运动进行了分析。根据皮带轮楔型结构特征,基于Deform软件和刚塑性模型,提出了采用冲压和4道旋压工艺的多楔皮带轮成型方案。进行了有限元数值仿真,分析了各道旋压工序的实时动态应力应变状态及成型缺陷。通过模具试制和实际加工,对冲压和4道旋压工艺的方案进行了验证。研究结果表明:多楔带的齿槽和齿状填充饱满,加工的工件外形尺寸与零件图基本吻合,成型效果较好;该旋压工艺方案能较好完成多楔皮带轮成型加工。     

滚珠丝杠副在低温环境下的应用研究

通过试验,研究了在低温环境下影响滚珠丝杠副摩擦力矩变化的因素及变化规律,为整机出现的异样提供判断依据,并找到解决方案。     

2250mm薄壁封头外环约束无模旋压的壁厚精度

针对薄壁封头在传统中心约束旋压过程中出现的壁厚不均匀性问题,构建了2250mm大型薄壁封头外环约束无模旋压的1∶1三维有限元模型。研究了进给率和旋轮圆角半径对旋压件的壁厚精度影响规律。研究表明,在第一道次剪切旋压中,小的进给率和圆角半径对目标构件的壁厚精度有利,在后续扩径旋压中,进给率和圆角半径越大,壁厚均匀性越好。同时,采用通过模拟仿真得到的最优工艺参数,在外环约束无模旋压平台上成功旋制出了2250mm大型薄壁封头构件。采用超声波测厚仪测量成形件沿母线方向的壁厚,其壁厚波动规律与仿真结果基本一致,且壁厚均匀性良好。     

2(3PUS+S)型并联机构驱动部件刚度特性分析

针对2(3PUS+S)型并联机构进给驱动部件,提出并研究了对其刚度分析的新思路和方法,该并联机构以直线模组作为驱动部件,整体刚度主要由滚珠丝杠的刚度、滚珠丝杠副的刚度以及支承轴承的刚度这三大部分组成。计算时先将系统进行简化,同时考虑到滚珠丝杠副在工作状态下滚珠和滚道在面接触点处的弹性变形,以及滚珠丝杠副和支承轴承中结合部的变形,结合理论力学和赫兹接触理论相关理论知识,对滚珠丝杠刚度、滚珠丝杠副轴向刚度以及支撑轴承轴向刚度分别推导求取,最终整合得到整个系统的刚度。此方法概念明确,计算简便,研究结果对此并联机构稳定工作以及动态性能的优化提供了依据。