基于夹具配置的薄板件装配偏差分析模型

为提高当前柔性薄板零件装配偏差分析的效率,提出了一种考虑夹具配置的装配偏差分析模型。通过对柔性薄板的定位装配过程的研究,分析了零件偏差、夹具偏差和装配偏差在各个步骤中的变化过程,建立了N-2-1和3-2-1两种夹具定位规则下的装配前后偏差之间的线性关系;根据装配后夹具定位点的释放模式的不同,建立了过定位释放和完全释放两种模式下的装配偏差分析模型。最后,通过分析实例薄板的装配偏差,表明了该装配偏差分析模型的有效性。     

薄板零件测量数据偏差的成份分析

随着现代工业的发展，薄板件在汽车、航空、电子、家电等行业得到了广泛的应用。为了在这个复杂的制造过程中能实现较高的装配精度，制造商总是通过对薄板零件进行测量以保证零件的生产出尺寸处于受控状态，故而测量系统在零件测量中的角色是很重要。在实际测量中测量得到的数据偏差并不完全是零件真实偏差的反映，它是零件实际偏差和测量系统偏差的综合。不好的测量系统将会得到不合理的测量数据，使得测量不能为生产提供正确的指导。针对薄板件零件的特性，以车身零件为例，分析了薄板零件测量结果中偏差的组成成分。     

淬火件定位销孔的配作方法

对于在加工、装配、使用和维修过程中,多次装拆而能准确保持相对位置的零件,通常采用定位销来确定零件的相互位置。一般情况下,采用销定位的两被连接件均不需淬火处理,此时只需将两零件预装在一起直接配作销孔即可。但有时两被连接件中其一不需淬火处理而另一件是淬火件时也要采用销定位。我们知道,淬火后零件不能配钻、铰,但销孔又必须配作,如果在淬火处理前加工好销孔,经过淬火处理后会产生变形,致使两零件上的销孔距不相等,从而无法安装。此时,可采用如图１所示方法解决。先在淬火件上作一个大于销钉直径的孔,淬火后,打磨该…     

车身柔性薄板件搭边焊接接头的回弹偏差模型

当前汽车车身薄板件点焊回弹模型采用薄板端部的点接触模型,未考虑实际点焊工艺中设置的搭边量,因此不适用于实际装配质量分析。通过对柔性薄板定位装配过程的研究及实际点焊生产工艺的分析,建立了面接触搭边悬臂梁结构,并在对焊接接头受力分析的基础上提出了一种考虑搭边量的点焊回弹偏差数学模型,后与无搭边回弹偏差模型作参数敏感性对比分析。最后,通过分析矩形薄板件实例的装配偏差,表明了该偏差分析模型的有效性。     

柔性件装配偏差的有限元分析

利用有限元法对两个刚性小、形状不同且易变形的柔性件进行装配偏差分析。采用"6-2-1"定位方式对柔性件进行定位,通过影响系数法对柔性件装配偏差进行建模,分析在焊接装配中产生的偏差。结合有限元软件Workbench和MATLAB进行仿真计算,与CATIA TAA分析结果进行对比。研究结果表明:薄板A中测量点偏差的分析结果与CATIA TAA仿真结果存在偏差,而薄板B中测量值与CATIA TAA仿真结果基本相同,验证了分析结果的有效性,为产品分析提供了方便。最后,研究了焊接点个数对柔性件装配偏差的影响,得出柔性件装配偏差随着焊接点个数的增加呈先减小、后增加的趋势。     

基于有限元法的柔性件装配偏差分析

传统柔性件装配偏差分析所使用的超元刚度矩阵以文件形式存在,导致装配偏差计算流程操作复杂,分析人工成本大大增加。使用有限元法封装装配偏差计算,根据边界条件直接输出装配偏差,从而简化装配偏差计算流程。开展薄板装配试验,通过与仿真装配偏差数据进行对比,验证了该装配偏差计算方法的正确性。     

基于分形接触理论的薄板件钻孔夹具定位布局建模

为了提高薄板件钻孔夹具定位布局仿真模型的薄板件变形预测精度,提出一种基于分形接触理论的薄板件钻孔夹具定位布局建模方法。首先采用半弹性接触模型近似代替定位元件与薄板件之间的接触,并通过法向弹簧—阻尼单元模拟接触面的刚度和阻尼特性,然后借助分形接触理论获得定位点接触区域法向接触力与接触刚度、阻尼的关系,接着在通过有限元仿真得到各定位点处的法向接触力的基础上,求解每个定位点处的法向接触刚度与阻尼,最后建立薄板件钻孔夹具定位布局仿真模型,对薄板件钻孔后的变形进行预测。通过平板和曲板两个实例验证了所提建模方法的可行性和有效性。     

零件强度仿真中简化建模法的有效性分析

在一个复杂的装配体中如何对零件进行强度计算引起了许多CAE工程师的关注。以一个手刹系统的强度计算为例,分别对其原装配系统及简化模型进行了强度分析,计算表明二者的计算结果存在较大的差距。为研究其原因,用一个类似例子进行了单因素的分析,通过改变轴承处的壁厚来考察不同的仿真建模方式下某点的米塞斯应力,结果表明,当轴承处的壁厚发生改变时,随着壁厚的增加,差距呈现先减小后增大的趋势,但最小差距也在12倍左右。研究表明,使用简化模型进行强度计算存在较大的误差,应当谨慎使用。     

控制薄板件加工变形的工艺方法

探讨了减小薄板件切削加工变形的工艺方法,通过分析变形产生的原因,结合生产经验,提出了合理可行的工艺措施,能够控制零件的变形,保证其平面度和尺寸精度.     

基于伪随机点的薄壁件装配公差的有限元分析

针对金属薄壁件刚性小、易变形等特点，提出了基于伪随机点和有限元方法对薄壁件的装配公差进行计算的方法。计算过程中，利用基于数论方法所产生的少量伪随机点代替随机点。算例结果表明，与影响系数法相比，计算精度基本相同。由于计算过程中不需要单独计算刚度矩阵，因此利用该方法可以同时考虑零件装配过程中的弹塑性变形。该方法与Monte Carlo法计算精度基本一致，而计算量仅为Monte Carlo法的1／15。     

大板式方舱铝合金蒙皮拼焊工艺研究

通过对大板式方舱合金蒙皮的焊接工艺研究，认为钨极氩弧焊是比较适于铝合金薄板拼焊的一种方法，而随焊锤击碾压法是比较实用的一种焊接过程应力应变的控制方式，把综合运用了这两种工艺技术的自动拼焊机用于大板式方舱铝合金蒙皮的焊接，对焊接工艺参数进行了研究和优化，提出焊接线能量是影响薄板焊接核心的观点及其控制方法。用随焊锤击碾压TIG焊接工艺，可使焊缝接头强度提高35％，减少了焊接缺陷，同时改善了焊缝及母材的性能，认为此方法值得推广。     

基于CNCKAD的钣金件制造技术

为实现钣金件的数字化制造,提出了钣金的数控冲压加工,研究了基于CNCKAD软件的数控程序编制问题。首先,选择典型的数控冲压设备,编制冲压加工工艺;然后,建立制造数学模型,定义编程操作,生成数控机床用的加工程序;最后,通过实例仿真加工,验证了所述方法的可行性和正确性。     

Fixture Configuration Design for Sheet Metal Assembly with Laser Welding: A Case Study

The role of assembly fixtures is gaining importance in order to meet the special requirement of metal fit-up for sheet metal assembly with laser welding. Fixture configuration methodologies based on a new proposed locating scheme have been developed. In order to demonstrate the feasibility of the proposed fixture design principles in industrial applications, an industrial case study with cross-members assembly is presented. In order to obtain a physical model with the actual tolerances, reverse engineering technologies are employed for geometric modelling of the assembled parts. For achieving modelling accuracy a CMM-based finite-element model is produced and performance characteristics of the 3D features obtained. In the case study, the assembly weld patterns are designed first, to determine the weld locations. Then the general design, the deterministic optimisation and the robust design of the fixture configuration are carried out sequentially. The results of the case study show that the proposed fixturing principles are applicable and effective.     

Principle and Simulation of Fixture Configuration Design for Sheet Metal Assembly with Laser Welding, Part 1: Finite-Element Modelling and a Prediction and Correction Method

The quality of the stamping process has a direct effect on laser welded sheet metal assembly. The fixture plays an important role in the satisfactory metal fit-up that laser welding requires. The traditional "3-2-1" locating scheme will no longer suffice for the deformable laser sheet metal assembly process. Because of the often poor stamping quality, a complex die fixture has to be employed to meet the metal fit-up requirements. The die fixture corresponds to an "infinite-2-1" locating scheme where the tooling cost is very high and yet lacks flexibility. This limits the application of laser welding. In this paper, a new locating scheme with both total locating and direct locating for welds is proposed. A total locating scheme is used to locate the overall assembly, and a direct locating scheme is used to locate the weld location, which is critical for ensuring correct metal fit-up. A finite-element model and a prediction and correction method for the direct locator configuration are developed in this paper. A case study is used to show that the proposed method is effective for sheet metal assembly for laser welding.     

Principle and Simulation of Fixture Configuration Design for Sheet Metal Assembly with Laser Welding, Part 2: Optimal Configuration Design with Genetic Algorithm

A fixture plays a key role in ensuring proper metal fit-up in sheet metal assembly with laser welding. In this paper, an optimal fixture configuration design model is proposed based on a new locating scheme which includes both total locating and direct locating on welds. In this model, both the number and the location of the concerned locators are taken as objectives. The proposed prediction and correction method is used for determining the number of direct locators, and a pattern sorting method is developed for determining the number of total locators. Considering the degree of metal fit-up (DMF) to be a fuzzy quantity, a feasible evaluation criterion of DMF is also developed using a fuzzy synthesis evaluation method. A powerful optimisation technique – genetic algorithm – is employed as the optimisation procedure. A case study is presented which demonstrates the effectiveness of the optimal model, and the degree of metal fit-up can be improved compared to the initial locating scheme.     

基于拉丁超立方抽样的薄板装配误差分析

提出了一种基于拉丁超立方抽样的薄板装配误差分析方法,该方法在装配过程模型中考虑了零件与零件、零件与焊枪间的接触作用。实例中,通过构造关键点误差与偏差源的响应面来实现拉丁超立方抽样与直接抽样的计算结果比较,结果证明,该方法的收敛效率大大提高。     

材料成形计算机模拟中的参数化有限元法

在分析常规有限元法在材料成形模拟中的不足的基础上，提出了参数化有限元分析的概念，阐述了其基本任务，基本过程，实现方法和进行参数化有限元分析的技术要点。针对方孔翻边问题进行了编程式参数化有限元法研究，其结果与现有文献试验结果基本吻合，针对方盒拉深中的坯料形状优化问题进行了交互式参数化有限元法研究，其结果与现有文献试验结果基本吻合。研究表明，提出的参数化有限法实用，可行，为材料成形计算机模拟探索出一种高效快捷、实用的新方法。     

比例因子法在冲压件外轮廓线优化中的应用

汽车覆盖件中，存在着大量的翻边特征，而翻边零件的修边线直接影响到修边模的设计和翻边后零件的质量。在实际生产中，为了得到合适的拉延件翻边高度，要反复修正修边模轮廓，造成大量人力财力的浪费。运用计算机仿真技术模拟修边、翻边工序，提出了一种轮廓线优化方法——比例因子法，运用该方法并结合截面线法解决了工程中某翼子板的修边线优化设计问题，并通过与逆算法的比较，显示了该方法的高精度性。实践证明，比例因子法不仪能够缩短模具设计周期，还可显著节约设计制造成本。     

板料成形中悬空区起皱过程的数值模拟

以逐级更新Ｌａｇｒａｎｇｅ描述的有限变形虚功原理为理论基础，采用Ｍｉｎｄｌｉｎ退化板壳单元，开发板料冲压成形起皱过程的有限元数值软件ＷＲＳＩＭ，模拟了３种典型悬空区起皱问题，所得结果与实验观察基本一致，该软件可与其他成形过程数值模拟软件一起用于模具ＣＡＥ，以使在模具设计冲压件件的可成形性。