虚拟数控加工过程的建模与仿真

本文介绍了虚拟数控加工过程的概念,提出了虚拟数控加工过程中的关键技术的建模和仿真,包括工件建模,夹具建模、刀具建模及虚拟数控机床建模和虚拟数控机床加工过程的仿真以及机床的加工误差等。     

基于边界划分的逆向非特征建模

非特征建模方法是逆向工程中的重要研究内容。通过对目前应用比较广泛的基于探测轮廓线和基于探测曲率的逆向非特征建模的方法分别进行了总结和分析,在此基础上提出了一种基于边界划分的逆向非特征建模,并详细介绍了该方法的一般流程及优势。以逆向建模软件Geomagic Studio为平台,通过对复杂特征的模型进行逆向建模及误差分析,验证了该建模方法的优势,为逆向非特征建模提供了一种新的建模方法。     

基于领域划分的逆向参数化建模

近年来,逆向工程中的参数化建模方法成为研究的重要方向。通过对目前应用比较广泛的基于曲面的逆向参数化建模和基于实体特征的逆向参数化建模的方法分别进行了分析,提出了基于领域划分的逆向参数化建模方法,并详细介绍了这种参数化建模方法的优势及其参数化建模的一般流程。以逆向参数化建模软件Geomagic Design X为平台,通过典型实例参数化建模及误差分析验证了该建模方法的优势,为逆向工程的参数化建模提供了一种更加有效、准确的建模方法。     

基于VRML的遥操作机器人三维建模与交互研究

VRML是能在Web网络上实现实时传输的三维虚拟建模技术.本文分析了机器人虚拟建模的方式及建模步骤;对VRML与外部环境交互的三种实现方式进行了分析比较;最后提出一种利用贴图实现的虚拟环境建模方法. 仿真效果表明该建模方式能更加逼近真实环境.     

虚拟数控车床加工技术的研究

论文提出了数控车床仿真系统的总体方案，深入研究了虚拟制造的关键技术及具体实现方法。在OpenGL与VC＋＋的平台上，基于NC代码直接驱动仿真加工过程的虚拟现实技术，利用3ds Max对静态物体进行几何建模，利用重画技术和粒子系统方法对动态物体进行行为建模和物理建模，然后将几何建模、行为建模和物理建模结合起来模拟整个数控加工过程。     

面向网络化制造的动态企业建模

文章讨论了目前网络制造环境下虚拟企业的动态建模问题,比较了动态建模与传统建模的区别、讲述了动态企业模型的构成及特点,以及网络化制造环境下的动态企业模型表达方式.     

驱动滚珠的弧面分度凸轮运动轨道实体建模及仿真分析

当前对弧面分度凸轮实体建模的研究方法有多种,研究的凸轮实体不仅变形比较严重,而且运动过程中振动也相对严重,导致转盘的角位移、角速度及角加速度实际值与理论值偏差较大,不能很好满足设计要求。对此,文章提出了驱动滚珠型弧面分度凸轮实体建模方法,采用Matlab软件对凸轮从动件的运动规律进行选择,然后编程运动规律曲线程序计算出运动轨迹的坐标点,导入到建模软件UG中,通过扫略切除凸轮毛坯基体,最后对弧面分度凸轮与转盘装配体进行运动仿真,并与其它建模方法及运动仿真进行了比较。通过比较可知,该方法不仅建模时间特别短,建模周期至少缩短了50%,而且运动仿真精度特别高,与以往建模方法相比,转盘运动仿真的角位移、角速度及角加速度实际值与理论值差别特别小,为弧面分度凸轮实体建模的研究提供了一种全新方法。     

一种进水管弯头的三维建模方法

介绍了进水管弯头的产品结构及技术要求:主要由1个长方形本体及3个支管和法兰盘组成,而φ88 mm的2个支管上下中心错位68 mm,与本体之间形成了弯曲的管道,要求弯曲管道制作时应圆滑过渡。根据轮廓尺寸,对外模进行实体建模,设计了3种方案,综合考虑,选用方案三来进行建模。详细介绍了建模步骤:草绘轮廓曲线,曲线网格建模,构造辅助曲线,用曲线网格建片体,最后将长方形本体及φ119 mm支管实体建模后与φ88 mm的2个支管分别进行抽壳处理,然后把3个法兰实体建模后进行求和、倒内外圆角,形成最终的三维图形。     

航空机翼翼梁的快速建模技术研究

针对航空机翼翼梁设计建模过程复杂,传统的三维软件不能解决其快速建模问题,利用CAA(Component Application Architecture)对CATIA进行二次开发,提出了一种机翼翼梁的快速建模方法。通过对机翼翼梁的种类划分、构件要素、参数化建模以及变型设计的封装,建立了机翼翼梁三维模型的快速设计模板,根据实际需求,拾取相应的建模构件要素,选择所需要的机翼翼梁,实现了快速建模。结果表明,机翼翼梁快速建模系统能够建立精确优质的三维模型,提高设计效率,为翼梁的仿真分析及制造提供了有力的保障。     

主轴热误差的改进累积法建模研究

为提高机床的加工精度,针对主轴热误差建模,结合最小二乘原理和F分布检验提出了一种改进的累积新算法。对一台立式加工中心,采用激光位移传感器和分布的温度传感器同步测量主轴热变形及温度变化;对获取的建模数据,结合方差分析和F分布检验确定累积阶次K的最小值,在提高热误差建模精度的同时降低算法的复杂度;并进行累积算子求和,构建K(N+1)阶累积方程组,再运用最小二乘原理得出K阶累积广义均值的正规方程组,最后通过矩阵求解实现回归建模及参数估计。最后,对机床变工况条件下主轴热误差进行了实验与建模预测。结果表明:改进累积法的建模精度高于普通累积法,同时保证了建模效率。     

整体壁板增量压弯过程应力应变模拟

整体壁板结构特点为蒙皮和纵横交错的加强筋为一整体,将机械加工后的平面外形的壁板毛坯成形为具有复杂曲面外形的壁板零件具有很大的难度。本文采用MARC有限元软件分析了整体壁板成形过程中应力应变变化情况。研究表明:整体壁板成形过程中,筋条处的应力状态最为恶劣,筋条与蒙皮过渡区处于三向拉应力状态,同时有剪切塑性应变发生,容易导致该处开裂,对于高筋条来说,还容易导致失稳现象发生;筋条的塑性变形既有凸模下压导致的塑性变形,又有蒙皮回弹导致的塑性变形;塑性变形区主要集中于筋部,蒙皮几乎不发生塑性变形;成形后的壁板将保留较大的残余应力,该应力主要是由蒙皮弹性回复所引起。     

汽车覆盖件模具中常见材料及其热处理

结合现场实例,介绍了汽车覆盖件模具中常见材料及其热处理,最后形成一个简表,以期对汽车覆盖件模具的日常维护、保养有所借鉴。     

基于逆向工程的覆盖件三维建模技术的研究

逆向工程作为产品制造的一种手段,可以将符合要求的汽车覆盖件零件进行测量并反求出零件的三维模型。本文采用逆向工程技术,通过3DD-300型三维激光非接触扫描仪得到覆盖件的点云图,在PRO／E中完成了点数据的处理、曲线和曲面的构建、修边等工作,利用小平面特性最终生成了覆盖件的三维模型。     

大曲率高精度反射器面板精密成形坯料展开技术

高精度反射器面板型面为旋转抛物面的一部分,采用分块成形拼接安装的方法制造,每块面板的边缘形状为空间曲线,对边缘精度要求很高。对于大曲率面板,试验表明,通过基于弧长法的几何展开法得到的坯料不能满足拼接安装的边缘精度要求。该文采用基于力学展开的高精度面板坯料展开方法,通过模拟分析,验证了其方法对解决大曲率反射器面板拼缝难题的可行性,解决了大曲率紧缩场高精度面板坯料展开的工程问题。     

塑料辅助网格式整体壁板滚弯成形实验研究

文章提出一种新的壁板成形方法——填料辅助网格式整体壁板滚弯成形,即采用高精度数控机械加工技术,将等厚板加工成网格式壁板,然后在壁板的网格中加入填料,再对其进行滚弯成形,成形之后去除网格中的填料。研究了塑料填料的滚弯成形工艺,实验结果表明,塑料填料明显改善了壁板的受力状况,有效的保护了筋条,成形之后壁板的筋条没有发生失稳开裂等缺陷,且成形后壁板的直线度与弯曲度满足工艺要求。     

带筋铝合金壁板蠕变时效成形回弹行为试验

以可时效强化型7075铝合金带筋壁板为研究对象,开展蠕变时效成形试验,利用ATOS三维光学扫描仪对成形试件进行测量,计算出该铝合金带筋壁板的回弹量。同时,采用相同材料的铝合金平板件,在相同的试验条件下开展蠕变时效成形试验,计算平板件的回弹量,并与铝合金带筋壁板的回弹量进行对比分析。研究结果表明,相同工艺条件下,带筋壁板蠕变时效成形后的回弹量为11.2%,远小于平板件的回弹量(平板件的回弹量为53.9%)。这是由于相同曲率条件下,带筋壁板弯曲时尽管蒙皮部分处于弹性变形,但筋条处发生了明显的塑性变形,从而限制了蒙皮的回弹。因此,已有的基于平板件回弹行为的研究不能简单的应用于带筋壁板构件,需要进一步研究筋条塑性变形对构件回弹行为的影响规律,该文对于开展带筋壁板构件时效成形回弹行为研究提供了参考。     

侧围侧翻部位压芯负角结构设计及分析

侧围是车身设计、制造中的复杂的外覆盖件,本文重点介绍了侧围侧翻（整形）处压芯存在负角的设计方法及特点,希望对提高汽车侧围模具的设计水平有一定的帮助.     

大型夹层结构高精度反射器面板精密成形及型面稳定性

针对大型高精度反射器面板的特点,采用"点阵钉模、蜂窝夹层、真空负压"原理的高精度反射器面板精密成形技术,在面板夹层结构参数试验及刚度试验的基础上,确定了满足大型反射器面板精密成形的面板结构;基于数值模拟方法,确定了面板在工作状态下受自重及环境温度作用下的型面精度变化规律,为夹层结构高精度反射器面板使用条件的确定提供了依据。     

Effects of water-restricted panel on the casting process of high strength aluminum alloy ingots

A comprehensive mathematical model, based on the commercial package FLUENT, was developed to describe heat transfer, fluid flow and solidification during the steady-state of direct-chill (DC) casting 7050 aluminum alloy ingots. In order to verify the mathematic model and boundary conditions applied in the simulation, the temperature fields of 180 mm × 360 mm 7050 ingots were calculated and compared to the experimental results during conventional casting and water-restricted panel applied casting. There was a perfect agreement between them. Based on the mathematic model and the boundary conditions which were verified, the temperature fields of ingot with different water-restricted panel position were investigated. The cooling rate of the ingot was decreased because the water-restricted panel removes the coolant from the ingot surface. The higher the panel position, the slower the cooling rate. The hot-tearing susceptibility of ingot during casting could be suppressed as the slow cooling rate of ingot profits the stress relieving. In addition, the sump depth is sensitive to the panel position, the higher the panel, the deeper the sump. The sump depth increases remarkably when the panel is applied above the sump bottom during conventional casting, while increases slightly when the panel is applied below it.     

汽车木壳挡位面板数控专用机床设计及分析

分析汽车挡位面板的加工现状,传统的汽车挡位面板都是以塑料为主,加工复杂、工序繁琐、自动化程度较低。对新型木壳复合板加工挡位面板进行研究,并对挡位面板的特征、尺寸布置方式和加工工艺进行分析,确定汽车挡位面板的加工工艺流程。在此基础上,对汽车挡位面板数控曲线铣边专用机床进行总体的布局设计,确定主运动系统、进给运动系统及主机部分的设计方案。根据机床的设计原则及理论,设计导轨机构、机架机构、随动压辊、电控系统等主要机构部件。运用Solid Works软件对机床主要的受力支撑件机架进行静力学分析,求解出机架的最大应力、位移的变化范围,并进行分析。结论是机架的刚度、强度和稳定性符合设计要求。