直线电动机及其在非圆截面零件加工中的应用

近年来,随着具有高频响应特性的直线电动机的发展,对非圆横截面零件进行数控加工成为可能.直线电动机直接驱动系统具有结构简单、动态响应快、速度和加速度大、精度高、振动和噪声小等一系列优点,作为微进给机构,能够满足非圆截面零件加工的需要,在非圆截面零件的数控加工及数控成形中得到了广泛的应用.介绍了直线电动机的工作原理和直线电动机进给驱动的主要特点,总结了直线电动机在凸轮、椭圆形等非圆截面实心零件数控加工,及多边形非圆截面空心零件旋压成形中的应用状况,最后对直线电动机的发展趋势进行了展望.     

锥形件单道次拉深旋压成形的数值模拟及试验研究

采用有限元分析软件MSC.MARC对锥形件单道次拉深旋压过程进行数值模拟,并且对其应力应变分布规律进行了研究,重点研究了旋轮进给比以及毛坯厚径比对板材成形质量的影响,分析了起皱、减薄、回弹现象产生的原因以及容易出现这些缺陷的部位。模拟及试验结果表明,与锥形件普通拉深成形相类似,口部(即成形过程中的坯料凸缘)和侧壁中下部靠近圆角处是锥形件单道次拉深旋压过程中易分别产生起皱和破裂的部位,应特别予以关注。     

倾斜管件多道次缩径旋压成形的数值模拟及试验

以6061T1(退火态)铝合金为研究对象,以MSC.MARC软件为分析手段,采取有限元法对三维非轴对称倾斜管件多道次缩径旋压过程进行数值模拟,并利用网格圆及显微组织的变化从试验的角度验证模拟所得到的应变分布规律。结果表明,倾斜使得工件的应力应变呈不均匀分布规律;等效应力沿轴向呈分层分布的特点,在口部达到最大值;等效应变沿周向0°～180°域逐渐减小,在0°域存在最大值,180°域存在最小值;沿轴向从起旋处到口部,等效应变在0°域具有逐渐增大和在180°域具有逐渐减小的特征。由于返程旋压的明显增厚效应,多道次旋压时,工件变形中间部位壁厚增加。多道次缩径旋压时工件变形中间部位壁厚变化规律的试验结果与模拟结果的相对误差不大于10%,说明所建立的有限元模型是合理可靠的。在理论分析及试验研究的基础上,成功研制出倾斜类汽车排气歧管样件。     

双层金属保温容器同步液胀成形工艺及模具设计

在分析传统双层金属保温容器制造工艺的局限性及弊端的基础上,提出了可一次性液胀成形出外壳表面具有浮雕图案或文字的双层金属保温容器同步液胀成形工艺.设计了分瓣式液胀成形模具,讨论了模具分瓣数与模具的工作效率、加工精度及模具制造工艺性之间的关系,分析了分瓣式胀形模具自锁功能的设计原则,生产出了一批外壳带有篮球、足球及排球形精美图案的双层金属保温容器.结果表明,为获得外壳表面带有浮雕图案的双层金属保温容器,须对双层金属保温容器的内层和隔热层进行同步加压,并在成形过程中保持内层和隔热层压力相等;分瓣式液胀成形模具应具有自锁功能并尽可能分成偶数瓣.     

双层金属保温容器同步液胀成形过程的数值模拟

为了实现足球、排球形双层金属保温容器的同步液胀成形，本文采用大型商用有限元软件Dynaform对其成形的过程进行了数值模拟，并就加载压力和加载时间对保温容器外壳胀形量的影响进行了分析。结果表明，保温容器外壳的最大主应变及最大壁厚减薄率主要分布在焊缝附近，花纹纹线附近的厚度不均现象比其它部位更明显；随着加载压力和加载时间的增加，保温容器外壳的胀形量增大，贴模性更好，花纹纹理更加清晰。     

三面圆弧型等距截面空心零件旋轮运动轨迹的设计

根据旋压件等壁厚的要求,通过旋轮位置控制进行非圆截面零件旋压成形.运用MSC.ADAMS建立三面圆弧型等距截面零件运动模型,获得旋轮位移仿真数据,同时结合零件的几何结构,分析得到工作台两轴(x、z)的运动函数,拟合直线电机轴(S)运动仿真数据得到拟合函数,三轴联动共同合成旋压加工所需的旋轮运动轨迹.分析S轴拟合函数的误差分布情况,并加以补偿,通过matlab寻找拟合函数最优系数解,得到精度较高的运动轨迹函数.通过验证表明,拟合函数平均绝对误差随着偏距(2e)的减少而递减.当2e＜7mm时,即发生圆直径2p＜52.25mm时,平均绝对误差小于0.05.