基于OBE理念的《金属液态砂型成形工艺》教学实践研究

《金属液态砂型成形工艺》是材料成型及控制工程专业一门综合性较强的专业核心课,对培养学生工程实践能力和创新能力有重要作用。基于OBE理念,以能力培养为导向,以企业产品为案例,引入学科最新科研成果、国家标准和行业标准,逆向设计教学内容;将理论讲授法和案例教学法相结合,与关联课程协同教学,形成混合式教学方法;科学评价,注重学习过程考核,激发学生学习兴趣和自主性;持续改进课程建设。这些改革,突出了"以学生为中心"工程实践能力和创新能力的培养。

面向创新能力培养的“金属液态砂型成形工艺”教学设计与实践

"金属液态砂型成形工艺"是材料成型及控制工程一门实践性很强的核心专业课。本文以创新能力培养为教学目标,以企业实际产品为铸造工艺设计案例,重构课程教学内容;打造"双师型"教学团队,提升工程实践教学能力;将讲授法与基于项目学习法相结合,形成混合式教学方法;注重学习过程考核,构建多元化考核方式,调动了学生学习的积极性。实践证明,学生分析问题和解决问题的创新能力明显提升。

精密金属丝网拉伸成形有限元分析及工艺优化

目的针对喇叭防尘网罩在拉伸成形过程中的起皱、折叠和断裂等质量问题,研究工艺参数对拉伸质量的影响特性,探寻较佳工艺参数。方法应用Deform软件模拟喇叭防尘网罩的拉伸成形过程并进行仿真验证。在单一条件下分别研究冲压速度、压边间隙、摩擦因数以及凹凸模圆角半径对喇叭网罩拉伸极限的影响规律。以拉伸极限为评判标准,对丝网直径、压边间隙、摩擦因数和冲压速度4个工艺参数进行正交试验优化,结合极差分析研究以上4个因素对评判标准影响的主次关系及最佳工艺参数。结果各参数按对拉伸极限的影响由大到小的顺序依次是丝网直径、压边间隙、摩擦因数、冲压速度,最佳工艺参数如下:丝网直径为0.065mm、压边间隙为0.2mm、摩擦因数为0.05、冲压速度为30mm/s。结论通过有限元模拟与分析,确定了影响产品质量的主要工艺参数及影响特性,通过试验实现了最佳工艺参数组合,提高了产品质量。

液态金属双频电磁约束成形过程研究

利用高频 -超音频和双高频的电磁场实现了液态金属双频电磁约束成形的工艺过程 ,达到了固态试样无接触加热熔化、初步约束成形和复杂形状熔体无模壳电磁成形的目的。在双频电磁成形过程中发现 :高频 -超音频双频电磁成形控制不仅优于单频电磁成形 ,而且比双高频电磁成形控制容易 ,2种频率的电磁场不同加热熔化和电磁成形功能都能加以发挥 ,并可单独加以调节。在试验中利用高频

液态金属电磁成形的数值计算

对影响液态金属电磁成形形状的电磁压力、表面张力以及静压力进行了讨论。计算了圆形和矩形两种形状线圈中磁场和电磁压力的分布。结果发现：支撑高度为３０～４０ｍｍ铝液和１５～２０ｍｍ钢液所需电流约为１５００～２０００Ａ；计算的矩形线圈中等磁感应强度线形状与文献中实测形状以及实验电磁成形试样形状吻合较好。对铝和钢液表面张力进行计算时发现：液态金属电磁成形试样直径大于１０ｍｍ时，铝液的表面张力与高度为３０ｍｍ铝液柱产生的静压力和支撑该高度的电磁压力相比，可忽略不计，而要忽略不计钢液表面张力时，钢成形液柱的直径应更小。此外，在电磁成形综合分析中，利用最小作用原理对力平衡条件下，液态金属的电磁成形形状进行了分析，获得电磁成形形状稳定性的条件。

液态金属的无容器近终成形

通过对现有４种液态金属的无容器电磁约束近终成形技术优缺点的论述，提出一种把无污染熔炼和电磁成形融为一体的全新技术——近似零件形状的高频电磁约束成形技术，对这５种电磁约束成形技术的原理分为４个阶段：（１）初始加热阶段；（２）部分熔化电磁约束成形阶段；（３）完全熔化约束成形阶段；（４）最终约束成形阶段。并对各阶段进行了较全面的阐述，获得电磁约束最终形状所需电磁场分布以及液态金属能在电磁场作用下稳定成形需满足的条件。

液态金属电磁成形的理论模型

对液态金属电磁成形的物理和数学模型进行了分析 ,提出了双频电磁成形的方法 (利用两种频率的电磁场实现固态金属无接触加热熔化和熔化后的金属无模壳电磁成形 )和原理。在分析液态金属电磁成形理论模型的基础上确认 :作用在液态金属表面的电磁压力和加热密度主要取决于其表面上磁场的大小以及磁场在液态金属中的分布规律。最后分析了复杂形状液态金属电磁成形数值计算中存在的难点和解决方法。

陶瓷-金属-合金三层复合材料坩埚的液态成形法研究

采用黑刚玉为陶瓷,过共析钢为基体金属,硅铁为合金构成三层复合材料坩埚。目的分别是抵抗铝金属液体的浸蚀,使材料具有一定强度且能抵抗高温气体的氧化。金属粉涂料作用在于连接陶瓷和金属基体,复合材料坩埚经液态成形法一次制成。与目前普遍使用的中硅球铁相比,其抗铝液浸蚀的能力可以提高10倍以上。

激光熔覆成形砂型铸造金属模具探讨

探讨激光熔覆成形技术直接制造砂型铸造用金属模具的问题.通过分析砂型铸造用金属模具无悬臂结构、有拔模斜度、采用圆弧过渡等结构特点,论证了激光熔覆成形技术适用于这种模具的制造,能降低模具制造成本、缩短工期;提出了在应用中进一步轻量化、低耗化的对策,并指出随着激光熔覆成形技术的发展,砂型铸造金属模具的轻量化、低耗化将逐步实现.

基于金属板材数控渐进技术的汽车座椅成形工艺

金属板材数控渐进成形工艺不需要专用的模具,是一种柔性的成形工艺。在工艺规划中,通过零件的数字模型来调节成形工具的运行轨迹,达到渐进成形零件形状的目的。由于汽车座椅形状复杂,金属板材渐进成形较困难。本文对其数控渐进成形工艺进行了分析,提出由建模、工艺分析、轨迹生成、HrpDSF处理、安装定位、加工润滑、后处理等组成的金属板材数控渐进成形工艺规划方法,成功地应用于汽车座椅的数控渐进成形中。并对汽车座椅数控渐进成形加工中,通常出现的破裂、回弹、起皱等严重影响成形质量的缺陷原因进行分析,采取不同的处理防范措施,取得满意的效果。为今后完善和发展金属板材数控渐进成形技术起到重要作用。

液态金属双频电磁成形中磁感应强度和电磁压力的数值计算

对液态金属双频电磁成形中三种圆形截面感应圈配置形式中磁感应强度分布进行了计算 ,结果发现 :(1 )直筒和直筒感应圈组合形式中磁感应强度和电磁压力在轴向上易造成两个峰值分布 ,而斜筒和直筒 ,斜筒和斜筒感应圈组合形式可得到与液态金属静压力分布趋势相同的磁感应强度和电磁压力分布 ;(2 )在径向上 ,离双感应圈内壁越近 ,三种配置形式感应圈产生的磁感应强度和电磁压力越大 ,液态金属双频电磁成形形状的稳定性也就越高 .

PEMFC金属双极板成形工艺分析及数值模拟

为寻求一种操作成本低,容易批量生产的金属双极板加工方法,把级进模冲压成形工艺应用于制造具有8条微小平行沟槽的质子交换膜燃料电池金属双极板,分析了制件的冲压成形工艺,给出了合理的排样图,利用DYNAFORM有限元方法模拟分析了关键的工艺步骤,模拟结果表明利用级进模冲压成形工艺制造0.1 mm厚SS304不锈钢双极板是可行的。提供了制造金属双极板的可行性解决方案,该方案具有一定的柔性和通用性。

全膜润滑金属成形工艺的有限元分析

针对求解润滑模型的方法只适用于轴对称和平面应变情况, 提出了全润滑膜润滑和金属成形有限元法相结合的统一方法, 既适用于稳态和非稳态的三维成形工艺, 也适用于轴对称和平面应变情况。采用轴对称拉深成形实验, 证明这种方法是正确的。该法大幅度增加了仿真的精度, 且理论计算的润滑膜厚与实测值相一致。

双金属复合管成形工艺研究现状及发展

分析了双金属复合管机械及冶金复合成形的机理及过程,根据管层结合方式的不同对目前国内外双金属复合管主要成形技术进行了分类,并对其工艺原理及优缺点进行了详细介绍,最后对其未来发展趋势进行了展望。

金属体积成形有限元分析管理与工艺优化平台

开发了针对金属体积成形有限元分析的项目流程管理和成形工艺参数优化的集成平台。通过它实现了对有限元仿真分析流程系统、科学的管理,提供了自动化仿真项目运行程序和基于回归分析和改进的模拟退火算法的优化程序。利用该平台设计了AISI 1015热反挤压成形均匀设计试验,并优化了上模最大磨损量这个工艺参数。结果表明平台程序的运算结果是准确的。

金属基复合材料液态成形中的界面现象

金属基复合材料液态成形要涉及到液态金属与增强物的润湿、吸附及反应等界面现象，这直接关系到复合材料的质量及性能。本文讨论了液态金属与增强物的润湿性及测定方法以及液相与团相的吸附与界面反应等理论与实践问题。

金属基复合材料液态成形中界面粘结的增强措施

金属基复合材料液态成形要涉及到金属与增强物的润湿、吸附、反应等界面粘结现象，这直接关系到复合材料的质量及性能。本文讨论了与界面粘结有关的这些表面现象以及改善液态金属与增强物界面粘结的工程措施。

金属型材三维成形工艺的研究

汽车工业是国民经济的支柱产业。而汽车门框、窗框、流水檐、车身外饰条、行李架等则是一些零部件生产厂商的主导产品,这些产品都是由各种型材弯曲成形的,截面复杂,空间形状多为三维,见图1。随着汽车工业发展的需求。

铅试样的液态模锻成形工艺与模具设计

一、概述 锻压是材料成形与控制专业的一个模块，在该模块的很多课程都包含塑性变形部分，而热塑性变形实验用试样几乎全部是铅试样，规格多、数量大。以往铅试样的制作方法是铸造、机械加工。铸造过程中难免产生缩孔、疏松等缺陷，试样的组织难以保证，而且铸造的劳动强度大。

型砂材质与挤压成形工艺对砂型表面性能的影响

以数字化柔性挤压成形砂块为研究对象,通过设计单因素试验进行了砂型种类、粘结剂质量分数及挤压压力对型腔表面质量影响规律的研究,进而得出高精度树脂砂型挤压成形的最优参数组合.结果显示:无模砂型外部与砂型内部的表面性能存在差异.不同砂型种类的砂型型腔表面性能不同,沙粒的角形系数对砂型型腔表面性能有较大影响.随着砂型挤压力的提高,砂粒之间的距离减小,砂粒并联接触方式增多,砂型在经过切削时,砂型表面产生裂纹的数量及延伸深度大幅减小,砂型型腔表面性能不断提高.随着树脂质量分数的增大,砂粒的包覆厚度增大,从而砂粒的粘结桥增多,砂型强度增加,砂型切削时产生的裂纹数量减小,砂型型腔表面性能不断提高.本文为真实获得砂型表面质量提供了方法,有助于无模铸造精密成形技术的推广.