自动换卷机构的纸带拼接刚柔耦合分析与试验研究

针对卷烟纸带拼接中压模纹理与拼接力设计不当,易发生纸带拼接松脱、错位和穿透的问题,基于自动换卷机构的纸带拼接原理,建立自动换卷机构刚柔耦合模型,采用数值模拟与试验测试方法,研究对辊材料、拼接力和压模纹理对纸带拼接效果的影响规律。结果表明,4种对辊材料(橡胶、尼龙、铝、钢)的纸带拼接力仿真值分别为177.1,3.50×104,1.29×106,4.45×106 MPa,仿真结果与理论值相符。设计不同压模纹理的纸带拼接试验,测算出菱形压模拼接后的纸带断裂应力为1.040 MPa,弹性模量为17.816 MPa;矩形压模拼接后的纸带断裂应力为1.802 MPa,弹性模量为28.001 MPa,菱形压模拼接质量优于矩形压模。研究为自动换卷机构的对辊材料和压模纹理设计,以及纸带拼接效果评价提供技术支撑。

汽车覆盖件拼接模具硬态铣削过程的动态特性

针对汽车覆盖件拼接模具铣削过程铣削力及振动信号测试失真问题,运用经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)结合小波阈值降噪原理,对铣削力及振动信号进行降噪处理。对降噪后的振动信号进行时频域分析,研究了不同切削参数、切削进给方向对铣削拼接模具过程动态特性的影响,得到铣削方向由硬度大材料切向硬度小材料,走刀方向与拼接缝成30°夹角时铣削力突变值较小的结论。发现x,y,z方向的切削分力及振动幅值的突变值与轴向切深及进给速度呈现正相关,与切削速度是非线性关系的特性。该研究结果为汽车覆盖件拼接模具硬态铣削的工艺优化提供了理论支持。

基于铣削力突变的拼接模具硬态铣削工艺优化

针对刀具磨损过快和加工稳定性下降的问题,进行了淬硬钢Cr12MoV拼接模具铣削过程中铣削参数和路径优化的研究.通过试验研究揭示了刀具铣削方向、切削速度、进给速度及切削深度对拼接处铣削力突变的影响规律,并借助多因素试验得到了铣削条件对铣削力突变影响的主次因素.为降低铣削力突变对铣削过程的影响,以铣削力突变最小为目标进行了正交试验研究,并在此基础上得到了优化后的铣削参数组合.研究成果可为拼接模具铣削工艺优化提供有意义的参考.

基于瞬时铣削力系数法的拼接模具铣削稳定性研究

在拼接模具铣削过程中,由于拼接过缝处硬度差的影响致使铣削力发生突变并加剧振动,进而降低工件表面质量和刀具的使用寿命。针对上述问题本文首先建立了拼接过缝区域的切屑厚度模型,分析了切屑厚度与铣削力系数的关系;然后运用基于Runge-Kutta法的全离散法求解铣削动力学方程,由于瞬时铣削力系数随切削参数的变化而变化,故基于该方法可获得上限和下限的多条稳定性预测曲线,并利用最小包络法形成上、下限的带状区域作为最终的稳定边界;最后综合运用时域、频域分析来验证铣削稳定性预测曲线的准确性。提出的稳定性预测模型可以为大型汽车覆盖件铣削加工过程提供理论参数依据,并解决铣削拼接处冲击载荷引起的振动问题。

凸曲面拼接模具铣削过程三维有限元仿真研究

覆盖件模具具有形状复杂、材料硬度高和多硬度拼接等特点,在加工过程中易出现刀具载荷不稳定、温度过高和易发生剧烈磨损等问题,从而降低模具的表面质量和刀具的使用寿命。为揭示铣削机理,建立了凸曲面拼接模具铣削过程三维有限元仿真模型,采用三维有限元仿真的方法来对凸曲面拼接模具铣削过程进行研究。首先通过准静态试验、霍普金森压杆试验拟合出材料的本构参数,以此保证仿真结果的准确性;然后建立凸曲面拼接模具铣削过程三维热力耦合仿真模型;最后通过仿真结果研究了凸曲面拼接模具铣削过程力和温度的变化特性。研究结果为航空航天产品的模具铣削技术及刀具结构设计提供理论支持。

基于有限元仿真的拼接模具铣削用刀具优化

对ABAQUS软件进行了二次开发,以实现拼接模具铣削过程仿真前处理的快速建模。对铣削力、应力和刀具温度进行仿真,并与铣削实验结果对比,验证了仿真模型的准确性。对不同前角、后角、螺旋角及刃口半径的球头铣刀铣削拼接模具的过程进行模拟仿真,采用遗传算法优化铣刀结构,将优化后的结构参数与传统结构参数代入刀具磨损、工件表面质量的对比实验,从而验证了优化的有效性。研究表明,对仿真前处理进行快速建模的二次开发运行成功,模拟结果准确。研究结果为降低制造成本、提高铣刀寿命和工件表面质量提供了理论参考。

考虑后刀面磨损及过缝冲击的拼接模具铣削力建模与实验研究

针对拼接模具铣削过程中刀具易磨损引起铣削力变化的问题,对拼接模具铣削加工过程,提出了一种考虑球头刀后刀面磨损的铣削力建模方法。根据材料硬度的不同,把每一切削周期的切削厚度建成有关切削角度的函数关系,得到不同切削角度下的剪切力模型;同时将后刀面的摩擦效应力与后刀面磨损量建立函数关系,进而得到了不同切削角度下的摩擦效应力模型;最后通过引入单自由度斜体碰撞模型,采用等效弹簧阻尼法和霍普金森实验得到了冲击力模型。结合剪切力模型、摩擦效应力模型与冲击力模型得到了考虑后刀面磨损的拼接过缝处铣削力模型,最后对多硬度淬硬钢进行了铣削力实验。实验结果表明预测的铣削力幅值和变化趋势与实验值具有很好的一致性,验证了该铣削力建模方法的有效性,对拼接模具铣削加工工艺优化具有一定的理论指导意义。

面向铣削力控制的凸曲面拼接模具硬态铣削工艺优化

机械加工对于模具结构的要求日益复杂,导致在模具自由型面上存在大量沟槽、凸凹等结构,容易出现磨损严重、拉毛拉裂等问题。对于模具不同位置所需要的应力特征不同,多采用镶块式模件拼接后整体铣削加工。而拼接处存在铣削力的突变导致刀具磨损过快和型面精度不高问题。本文通过阐述球头刀铣削凸曲面拼接模具表面形成机理,分析了铣削过程中不同位置的刀具-工件的接触关系;并且以球头铣刀加工不同硬度的淬硬钢Cr12MoV凸曲面拼接模具试验为对象,揭示切削深度、切削速度、每齿进给量及刀具铣削方向对拼接处铣削力突变的影响规律;以铣削力突变最小为目标进行正交试验研究,得到考察指标的主次影响规律和最优参数组合。

管帽成形模设计

介绍了管帽成形模的结构及主要零部件设计。通过采用增加零件工艺凹腔 ,将凸、凹模做成镶拼式 ,顶件器做成分体式等多种方法 ,提高了成形零件的质量 。

模锻压接位置对钢芯铝绞线接头承载特性影响的有限元分析

基于商业通用有限元软件ABAQUS,构建了钢芯铝绞线接续管模锻接头使役过程仿真模型。利用建立的仿真模型计算了不对称模锻压接(钢管偏离铝管中心)对接头承载时载荷分配以及接头处铝绞线与铝管相对滑动的变化。结果表明:随着模锻压接不对称度的增加,铝管与铝绞线接触点/面应力集中增强,铝绞线与铝管相对滑动增大,这导致钢芯承受的载荷占比升高。仿真结果很好地解释了输电线路运行中接续管的断裂事故。

冲焊后桥壳对拼间隙不稳定分析及改善措施

通过对冲焊后桥壳拼缝间隙不稳定的原因进行分析,以减少制造成本为原则,提出了控制拼缝间隙稳定性的相应措施,在现有冲压工艺的基础上,考虑桥壳成形时的回弹与扭曲,优化坯料落料尺寸,对模具结构进行改进并试模验证,结果表明拼缝间隙大小、均匀性、直线度均有明显改善。

耳环安装零件多工位级进模设计

根据耳环安装零件的结构特点及实际生产的技术要求,进行多工位级进模排样设计。由于耳环安装零件结构不对称,故其排样设计采用对称排结构,导正孔设计在双排中心线处,保证板料在移动过程中的平稳,从而确保板料冲裁、折弯时的强度以及确保送料精度,同时,采用导正销确定步距。该耳环安装零件多工位级进模采用顺装结构,使得工件与废料自然分离,有利于减少人工成本。同时,由于耳环安装零件的精度要求较高,故进行了多个空工位的设计,以确保其成形精度。结果表明,耳环安装零件多工位级进模能满足产品生产要求。该模具的材料利用率高达63.3%,极大地节省了材料。