对辊制粒机压辊的有限元分析及优化

对辊制粒机的压辊在工作过程中由于受交变载荷作用寿命往往较短,为改善压辊受力状况,根据对对辊制粒机制粒成型过程的分析以及对压辊受力状况的研究,建立了压辊的力学模型;在此基础上,以某型对辊制粒机为初始模型,通过有限元软件Abaqus探究了压辊表面应力分布情况,并进一步对其长径比及支撑方式进行了优化,结果表明:压辊长径比为1.034时,最大应力比初始模型减小了8.92%,单侧支撑改为双侧支撑可使最大应力减小65.31%,因此这两种优化方式对提高压辊的使用寿命具有重要参考价值。

基于遗传算法NSGA-Ⅱ的H13模具钢深孔加工参数优化

针对枪钻深孔钻削H13模具钢刀具磨损快、加工温度高的问题,以枪钻切削速度、进给量、外刃第一后角为优化对象,并以钻削轴向力和刀具温度为评价指标,设计了BBD响应面优化试验,建立有限元仿真模型,获得轴向力和刀具温度的二次多项式回归方程,最后采用NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化求解非劣解集,与响应曲面优化结果相结合得到唯一解。结果表明:最终优化解切削速度为832.21r/min、进给量为0.011 2 mm/r、外刃第一后角为9.35°,轴向力和切削温度较低,此时钻削稳态平均仿真轴向力为611.2 N,实际轴向力为592.7 N;仿真温度为279.3℃,实际温度为321.1℃,为实际加工生产提供了参考方案。

汽车高强钢坐垫边梁侧件翻孔工艺优化

分析了汽车坐垫边梁侧件相应区域与衬套铆接配合的技术要求,还介绍了常规侧件连接处的生产工艺和特点,指出目前存在的问题和缺陷。通过结合材料流动规律和体积不变定律,优化并整合新工序,有效解决了边梁侧件连接处侧壁过薄、配合稳定性差的问题。结合实际生产,证明了整体工序设计合理,有效控制了成本,满足了客户的使用要求。

基于有限元法的某深孔件模锻成形工艺研究

某深孔件是船用低速柴油机中的关键构件,由于其特殊的工作环境,该工件的制造技术有着极高的要求。精密模锻是一种可以改进锻件整体质量及提高产品性能的工艺,因此可以通过模锻工艺来加工该深孔件。本文采用有限元模拟软件对该深孔件在压力机上模锻成形过程进行了数值模拟仿真,分析了锻件的温度场及应力场的分布特征,从而指导该深孔件的实际生产。

基于数值模拟的汽车后悬梁压铸成型工艺设计

铝合金压铸由于其轻量化和高效率生产等优点,在新能源汽车零部件开发中得到广泛应用。随着汽车领域对铸件高性能的要求,需要设计合理的压铸工艺,有效控制卷气、夹渣、缩孔等常见压铸缺陷,才能达到产品质量要求。本文以壁厚不均的汽车后悬梁压铸件为研究对象,通过数值模拟对比分析了2种浇注系统方案,并针对铸件生产中存在的缩孔问题进行分析,提出改进方案。结果表明,采用五浇口的方案可以缩短铝液充填距离,减少卷气和氧化夹杂等缺陷。针对远离内浇口的2处厚壁位置存在的缩孔问题,提出模具镶嵌铜合金块的方案,数值模拟结果表明高导热的CuCoBe嵌件可以加快厚壁处铝水冷却速度,有效消除热节和缩孔。

环模特性对饲料颗粒成型率影响探究试验

为提高饲料颗粒成型率和环模制粒机的制粒效率,结合生产实际,设计了三因素三水平正交试验,探究环模模孔长径比、有效高度和转速对饲料颗粒成型率的影响。结果表明:环模结构中模孔长径比对饲料颗粒成型率影响最大,其次是环模转速,环模高度对饲料颗粒成型率的影响效果最小;饲料颗粒成型率最高的优化组合方案为模孔长径比11、环模转速330 r/min、环模高度130 mm。探究结果可为后续改进制粒机结构、提高饲料颗粒质量、减少制粒机关键部件磨损、降低加工成本提供新视角和新方法。

环模智能定孔疏通装置设计研究

为了解决传统环模模孔疏通中疏通效率低、自动化程度低、易损伤等问题,研发了环模智能定孔疏通装置。设计开发了定孔疏通机械手、下位机软硬件和上位机软。利用高磁导体的铁磁性及漏磁检测原理,将模孔定位疏通模块与霍尔效应检测算法相结合,实现了对堵塞模孔的自动化检测及疏通,提高了模孔定位精度。实验表明,采用环模智能定孔疏通装置,疏通效率可达1 260个/h,模孔刮伤率低于0.15%,装置运行稳定,实现了堵塞环模的自动化定孔疏通。研究结果对金属模孔探测及疏通技术的发展具有一定的参考价值。

膨化机小模孔模具物料挤出过程的流场数值模拟与分析

为了提高螺杆挤出小粒径膨化颗粒的效率与质量,利用POLYFLOW软件对直径为0.4 mm模孔的螺杆挤出过程进行了等温流场数值模拟,分析了模前压力、模孔过渡段锥孔角度等因素对模孔内熔体流场的影响。研究结果表明,随着物料进入模具前所受压力的增大,物料熔体在模孔中的流动速率、剪切速率增加,黏度降低,产量增大;不同过渡段锥孔角度下,熔体在模孔内的流动状态差异较小,各物理量的变化趋势随锥孔角度减小有所减缓,有利于物料均匀挤出。在实际生产中,提高模前压力、使用锥孔角度较小的挤出模板可以在一定程度上提高小粒径膨化颗粒的生产效率和颗粒质量。

消除铝合金压铸件气孔缺陷的工艺改进

针对铝合金压铸件气孔属于内部缺陷且不容易被观察和识别,尤其是密集针孔型气孔缺陷,X光探伤也不能识别检测出来的情况,在压铸成型金属填充理论的基础上对其形成进行分析和控制;通过双通道高真空技术、净化除气技术、喷涂工艺优化、浇注溢流系统优化、压铸工艺参数调整等技术的研究与应用来解决压铸件气孔缺陷;经过批量生产后,证明这些改善技术效果显著。

基于逆向挤出的七孔发射药口模设计

为了探究七孔发射药挤出后偏孔的原因和寻求一种改善发射药的挤出偏孔的解决思路,通过模拟研究发射药挤出时在模具内的流动性掌握偏孔规律使其朝着理想的方向偏孔;根据几何模型建立发射药的内流道模型,以Bird-carreau law模型进行模拟分析,通过正向挤出模拟对挤出形状和尺寸进行了数值预测;然后对挤出过程进行逆向数值模拟设计了口模形状,重点分析了挤出过程的流场分布与压力分布,用设计后的口模模拟正向挤出,从理论上验证了逆向设计口模的可行性。结果表明,相较于压力和剪切速率,流速分布不均是导致发射药挤出偏孔的关键因素之一;发射药在模具挤出时,根据模具入口处截面的速度分布可以看到药料入口处的流速分布是不同的,靠近壁面处流速低,模针与模针之间流速高,最大流速约为最小流速的1.5倍;离开模具后大部分区域流速变小,其中流速快的部分因为流速降低导致面积增加,流速慢的区域因为流速增大导致面积减小,速度的重新分配引起自由表面的挤出变形;逆向挤出模拟可以对发射药的挤出偏孔提供补偿作用,并对逆向设计的口模形状进行了挤出验证,其挤出物的孔形与之前相比更为规整。因此通过逆向挤出设计口模形状有望提高发射药挤出的良品率。

厚料小孔冲孔模设计

通过分析某型号产品电镀挂架的材料及形状,介绍了其加工工艺性,从模具模架的选择、固定板的选用、冲孔凸模的结构设计与材料确定、卸料弹簧的布局等方面介绍了其冲孔模具设计,详细介绍了冲孔凸模的材料选择和结构设计。最终,解决了钻床手动钻孔效率低下、劳动强度高、钻头寿命低、孔口毛刺外翻等问题。

发罩内板工装孔设计变更方法

针对模具常见孔造型或位置的设计变更问题,提出了一套相对完善的改进方法与思路,该方法阐述了如何通过AutoCAD软件分析模具工艺及结构,然后结合现场实际情况,逐步分析模具在各个工序对孔实现的功能,最后利用模拟数据建立改进方案并完成工装孔的设计变更,解决新项目车型自动化装配问题,提高了生产效率,降低了返修成本。

模辊式生物质压块成型模孔受力分析及参数影响研究

针对模辊式生物质压块成型机的成型模孔,通过理论分析和ANSYS仿真,研究了秸秆物料在模孔中的受力变化规律以及模孔参数对压强的影响,并建立了正交异性物料挤压成型的压强数学模型。通过正交试验,验证了模孔参数对压块成型的影响,并确定了玉米秸秆成型的最优参数组合。结果表明:秸秆物料在模孔内所受最大压强随锥角、长径比的增大而增大;物料在模孔中的成型过程可分为压缩、成型、保型3个阶段;在试验范围内,模孔的长径比、锥角、物料含水率及粒度均对秸秆压块的松弛密度影响显著,且影响顺序为长径比>含水率>粒度>锥角;以松弛密度为评价指标时,最优参数组合为长径比6∶1、含水率15%、粒度5 mm、锥角10°。

不同工艺参数组合对肉鸡颗粒饲料加工质量、生长性能和养分表观消化率的影响

本试验旨在研究筛片孔径、调质温度、模孔直径的不同工艺参数组合对肉鸡颗粒饲料加工质量、生长性能和养分表观消化率的影响。以玉米-豆粕型全价配合饲料为肉鸡试验饲粮,在相同配方及模孔长径比一致的条件下,设计3因素2水平(筛片孔径:2.0和2.5 mm;调质温度:70和80℃;模孔直径:3和4 mm)的肉鸡颗粒饲料加工试验,选用864只1日龄爱拔益加(AA)肉仔鸡,随机分为8个处理,每个处理6个重复,每个重复18只鸡。饲养试验共42 d,分1~21日龄和22~42日龄2个阶段。结果表明:1)筛片孔径和模孔直径的交互作用以及调质温度和模孔直径的交互作用对颗粒硬度有极显著影响(P<0.01),调质温度和模孔直径的交互作用、筛片孔径和调质温度的交互作用以及筛片孔径、调质温度和模孔直径的交互作用对颗粒耐久性有极显著影响(P<0.01),筛片孔径和模孔直径的交互作用对颗粒耐久性有显著影响(P<0.05)。2)调质温度对1~21日龄肉鸡末重、平均日增重和平均日采食量有极显著影响(P<0.01),对22~42日龄肉鸡末重有极显著影响(P<0.01)。3)肉鸡1~21日龄,筛片孔径、调质温度以及2因素的交互作用对肉鸡养分表观消化率的影响不显著(P>0.05);肉鸡22~42日龄,筛片孔径、调质温度和模孔直径的交互作用对肉鸡干物质、能量和粗蛋白质表观消化率有极显著影响(P<0.01)。综合得出:相同筛片孔径和模孔直径下,颗粒硬度和耐久性随调质温度升高有增大趋势;相同筛片孔径和调质温度下,颗粒硬度和耐久性随模孔直径的增大有降低趋势;肉鸡1~21日龄,筛片孔径选择2.0和2.5 mm均可,调质温度为70℃时肉鸡的生长性能极显著高于80℃时,且料重比显著低于80℃时;肉鸡22~42日龄,当筛片孔径为2.0或2.5 mm、调质温度为70℃、模孔直径为4.0 mm时肉鸡生长性能较高、料重比较低;肉鸡1~42日龄,当筛片孔径为2.0或2.5 mm、调质温度为70℃、模孔直径为4.0 mm时肉鸡的生长性能较高、料重比较低;当筛片孔径为2.5 mm、调质温度为80℃时,1~21日龄肉鸡干物质、能量和粗蛋白质表观消化率较高;当筛片孔径为2.5 mm、调质温度为70℃、模孔直径为4.0 mm时,22~42日龄肉鸡干物质、能量和粗蛋白质表观消化率最高。

孔洞对AZ91D镁合金压铸件性能的影响

基于ansys软件,研究了孔洞形状、尺寸、位置及孔洞间距离对AZ91D镁合金压铸件的应力分布影响。结果表明:孔洞形状的影响取决于尖角顶点与孔洞中心的连线和受力方向之间的最小夹角,夹角越大应力集中越大;随孔洞尺寸的增加铸件的应力集中增加;位于铸件表面的孔洞造成的应力集中大于内部相同大小的孔洞;孔洞之间距离超过某一临界值时影响很小,当小于该临界值时随孔洞间距离的减小应力集中急剧增加。最后实测了不同工艺条件下生产的AZ91D镁合金发动机缸盖罩盖的孔洞分布形态与强度之间的关系,验证了模拟结果。

对扩孔试验用凹模圆角半径的探讨

在航空用金属材料铝合金和钛合金薄板进行成形工艺性能试验研究,发现标准中规定的凹模圆角半径参数并不能满足所有航空金属材料的成形试验要求,在实验分析的基础上指出存在的问题,并通过相应的试验验证提出建议性的修改意见,这对于更好的完善标准的内容,提高材料成形性能试验研究水平和更准确的指导生产具有重要的现实意义。

聚烯烃弹性体纺黏非织造布生产工艺研究及性能分析

针对聚烯烃弹性体(POE)纺黏非织造布生产中存在的黏连问题,从原材料、纺黏设备及纺黏工艺三方面进行优化和改进,研究影响POE纺黏非织造布产品质量的关键因素。结果表明:对原材料、纺黏设备及纺黏工艺的优化可将聚丙烯(PP)添加量由8%降至3%,产品伸长率明显增大,由248%增大至368%;弹性回复率大幅提高,由23%提高至76%。

秸秆燃料成型机平模的结构改进及寿命分析

针对目前平模成型机平模易磨损、使用寿命短、生产效率低等问题,将平模设计成带有一定的斜度、上下对称结构,模板上交错分布着5排模孔且模孔结构采用锥孔成型直孔保压的方式。同时,利用Pro/Mechanica对平模进行了疲劳寿命仿真分析,得出平模所受最大的应力为348.9MPa,低于材料的屈服极限,最大的位移量为0.331 9mm;平模所能承受的最小应力循环次数为1×104.533次,平模工作区域的寿命置信度为3。最后,通过自制的模具进行挤压成型实验,成型密度平均为1.1g/mm3,最佳的孔径比约为5∶1。

铝型材挤压模具导流孔结构优化

基于MATLAB平台,将BP人工神经网络、遗传算法和数值模拟技术应用于铝型材挤压模具的导流孔形状优化设计。由正交实验法安排模拟实验组合,采用SuperForge软件对进行型材挤压过程进行数值模拟,并以挤压时金属流出模口平面的z向质点流速的均方差作为模型目标值;将模拟结果作为人工神经网络的输入样本对进行网络训练并建立网络知识源;通过遗传算法求得模型的全局优化解;最后通过有限体积法数值模拟技术验证并比较优化所得导流孔形状与经验法确定的导流孔形状对金属流动均匀性的影响。分析结果表明,通过调整导流孔形状能使金属流出模口的速度分布更均匀,表明对挤压模具导流孔形状的优化是有效的。

基于ARM9的拉丝模孔型测试系统设计

介绍一种基于ARM920T内核的嵌入式拉丝模孔型测量与分析系统,它以嵌入式Linux系统为操作平台,能够迅速准确地测量出模具各部位的几何尺寸和锥角,满足金属制品行业拉丝模研究设计、制造检验和模具快速修理的需要。