基于Deform的筒形件冷挤压数值模拟分析

长径比大且壁厚较薄的筒形件,采用常规锻造一次成形无法满足其变形程度大的要求。基于此,本文提出了二次成形的锻造工艺,首先对坯料热锻获得预制坯,而后对预制坯料进行冷挤压,仅小部分变形。本文模拟了筒形件锻件的冷挤压变形规律,并优化了其工艺参数。结果表明,凸模与凹模间距最小处以及坯料与凹模初始接触部位容易产生应力集中,入模角11°~13°为最佳工艺参数。

激光辅助铣削AerMet100超高强度钢薄壁件变形与表面粗糙度研究

采用激光参数优化实验对AerMet100超高强度钢的激光辅助铣削进行激光参数优化,并进行激光辅助铣削AerMet100超高强度钢的温度单因素实验和正交试验,分析了适合AerMet100超高强度钢加工温度场及各铣削参数对薄壁工件变形、表面粗糙度的影响,采用极差分析的方法得到影响工件变形和表面粗糙度的铣削参量排序。从工件变形量和表面粗糙度两个方向进行参数优化,为激光辅助铣削Aermet100超高强度钢提供了指导。

端面驱动卡盘零件挠度变形安全性与加工精度分析

端面驱动卡盘在轴类零件加工过程中,会使工件产生挠度变形,对其安全性使用及加工精度有明显影响。以自行设计的一种四点浮动端面驱动卡盘为例,对工件挠度变形进行安全性分析,计算出安全加工所允许工件最大挠度变形以及挠度变形对加工精度影响,并对挠度变形误差补偿矫正,对允许最大挠度变形和补偿矫正后加工精度进行实验验证。

机械工件形变激光扫描识别中缺失点云配准方法

为解决局部激光点云数据缺失导致识别结果准确度下降的问题,提出一种三维激光点云数据配准方法,并应用到机械工件形变识别中。利用三维激光扫描技术采集机械工件三维激光点云数据,经过聚类及逆变换处理后,完成机械工件激光扫描的点云配准;根据点云数据,获取机械结构在某点处的应变形态大小,通过计算机械结构的位移函数完成机械工件形变识别。实验结果表明,该方法可以有效配准机械工件的激光点云数据,提取的准确性高、耗时少,可有效实现精度较高的形变识别。

风电产品主要零部件加工变形的原因及应对方法

风电产品主要零部件外形大,大多数是铸造而成。在机械加工过程中工件变形是一个不容忽视的难题:工件变形直接影响产品精度、产品质量。如何降低零件加工中的变形量,减少由于加工后变形出现产品质量问题的概率,生产出合格的零件值得研究。风电类产品零件变形主要受零件结构、大小以及所处位置等因素影响。主要分析风电类产品的变形原因及解决方法。

激光淬火连续编程加工方法研究

对翼子板凸模、侧围凹模、发罩内板凹模等模具的激光淬火加工效率和加工过程中工件温度变化,以及工件冷却后变形量进行了深入研究。利用软件编程的高精度、高效率及灵活可控的优势,依托机床精准的伺服驱动系统充分发挥淬火设备智能化的功率及温控系统,取消旧的淬火编程工艺,采用新的编程方式实现激光淬火单光斑程序连续加工,提高激光淬火加工效率,改善工件变形量,降低劳动者(劳动)强度,缩短模具淬火周期。

航空铝合金薄壁件加工变形有限元仿真与分析

综合考虑薄壁件粗精加工工序,建立了薄壁件铣削加工全过程三维有限元模型,系统地研究了残余应力施加、切削力建模及动态加载、材料去除等加工过程建模所涉及的关键技术.通过自行构建的加工仿真平台,对处在不同毛坯初始残余应力分布情况下的薄壁件分别进行了加工过程模拟.仿真结果表明,加工过程中残余应力对切削力引起的薄壁件加工变形具有重要影响,较大的初始残余应力导致薄壁件侧壁首末自由端附近产生加工变形波动,容易引起或加剧切削振动,严重影响其加工精度及表面质量.

飞机结构件数控加工变形控制研究与仿真

以飞机弧形结构件这一典型易变形的零件为例, 研究数控加工变形情况及其影响因素, 分析数控加工过程中切削力对变形、残余应力对加工变形、装夹布局对飞机结构件数控加工变形的影响, 并针对所研究的3个方面建立相应的物理仿真模型, 模拟加工变形情况, 提出了相应的解决方案。

基于神经网络与遗传算法的薄壁件多重装夹布局优化

在多重装夹元件装夹过程中,由于装夹顺序、夹紧力、定位元件位置等装夹布局参数的不同,薄壁件的装夹变形程度也不一样。单个装夹布局参数引起的工件装夹变形规律能够通过有限元方法获得。但是,若同时考虑多个装夹布局参数的影响,仅仅利用有限元方法难以揭示装夹布局参数与装夹变形之间的关系。为此,针对薄壁件的装夹布局方案建立三维有限元模型,以便利用有限元法获取神经网络的训练样本。借助神经网络的非线性映射能力,通过有限的训练样本构建装夹变形的预测模型。以减小工件的最大装夹变形为目标,并根据每一代装夹布局中工件的最大装夹变形定义个体的适应度,建立装夹布局方案的优化模型及其遗传算法求解技术。试验结果表明,网络预测值与相应的有限元仿真值、试验数据之间的相对误差均不超过3%。提出的基于神经网络与遗传算法的装夹变形"分析-预测-控制"方法,不仅能够提高装夹变形的计算效率,而且为薄壁件装夹布局方案的合理设计提供基础理论。

薄壁件的装夹变形机理分析与控制技术

系统地提出一个分析与优选夹紧力大小、作用点以及夹紧顺序的通用方法。基于由摩擦力引起的接触力历史依赖性,定量地分析多重夹紧元件及其作用顺序对薄壁件变形的影响,并建立装夹方案的数学模型。同时提出基于最小总余能原理的有限元求解方法。另一方面,基于装夹方案的优化模型,提出装夹变形的控制技术以便获得最高的工件加工精度。以典型铝合金航空材料构件为例,模拟与分析夹紧力及夹紧顺序对其变形的影响过程。

环形件摆动辗压变形机理三维刚塑性有限元分析

本文从摆动辗压过程中坯料螺旋式送进的事实出发, 建立了符合摆动辗压实际变形条件的力学模型, 利用自行开发的刚塑性有限元软件对环形件摆动辗压变形进行了分析, 得出了环形件摆辗变形时接触区域的速度场和应力应变场, 给出了接触区域金属的流动规律, 揭示了环形件摆动辗压的变形机理。光塑性实验与模拟结果吻合较好。

多重夹紧力及其作用顺序对工件变形的影响分析与优化技术

在考虑工件与夹具元件之间摩擦力的情况下,建立了多重夹紧力的大小、作用点以及夹紧顺序与接触力之间关系的力学模型,采用最小总余能原理的有限元求解方法,定量地分析了多重夹紧力与接触力对工件变形的影响;在此基础上发展了优选夹紧力大小、作用点以及夹紧顺序的数学模型。以典型装夹方案为例,分析了多重夹紧力及夹紧顺序对工件变形的影响过程,结果表明:该方法能够分析多重夹紧力大小、作用点及夹紧顺序的合理性。

夹紧方案的数学建模及夹紧力的优化设计

夹紧变形有两大产生原因:由夹紧副变形导致的工件位置误差以及由夹紧力导致的工件变形。本文主要建立了夹紧副变形与工件位置误差的关系模型;并基于该模型,以最小工件位置误差为目标,实现了夹紧力的优化设计。

生死单元法分析薄壁件加工变形

针对零件中薄壁结构在机械加工中容易产生变形从而影响其加工精确度和加工质量的情况.对薄壁结构特点进行了分析,建立了有限元分析模型,并采用有限元中生死单元以及移动载荷施加技术实现了对切削加工过程的模拟,得到了典型薄壁结构在不同走刀路径下的加工变形规律,并对典型薄壁结构进行了切削加工实验,进一步验证了有限元分析的正确性.研究结果表明,采用有限元中生死单元技术以及移动载荷施加方法可以模拟材料的切除过程,并且在薄壁加工时,采用两边按一定的背吃刀量进行循环往复的加工方法能够有效控制薄壁的加工变形.

真空夹具系统的设计

脆薄零件在加工中影响零件加工精度的主要问题是工件变形。在实际生产过程中,为了保证脆薄零件的加工精度,采用真空夹具来夹紧。真空夹具可以平稳、可靠地夹紧工件,且不易损坏所吸取工件的表面。本文根据实验室所需加工脆薄玻璃零件的加工要求来设计真空工作台系统。介绍了真空吸附的工作原理,描述了气路设计方案、真空吸盘的设计及具体气路的结构设计。

考虑工件热变形的大型结构件误差建模与补偿

为减少大型结构件的加工误差,基于热特性分析建立了考虑工件热变形的综合误差模型及其补偿方法.分析光栅尺温度变化产生热变形的机理,并通过热流研究光栅尺局部的非线性温度变化规律,对龙门加工中心几何误差和热误差分别建模,并叠加生成复合误差模型.建立工件热变形与温度变化量之间的线性模型,并分析加工过程中复合误差与工件热变形之间的相互关系,建立考虑工件热变形的综合误差模型.利用数控系统外部机械原点偏移功能,应用自主研制的误差实时补偿系统,并依据考虑工件热变形的综合误差模型,实现对龙门加工中心的误差补偿.结果表明:只考虑机床误差时,复合误差模型有很高的预测精度,但并不能应用到有较大工件热变形的大型结构件加工中;而考虑工件热变形的综合误差模型在大型扭力臂的实际加工中效果良好,其加工定位精度至少提高了52%.

薄壁零件装夹方案设计与优化

针对薄壁零件刚性差,制造过程中在夹具夹紧力和切削力的作用下,容易产生加工变形,严重影响加工精度和表面质量等问题,分析和阐述了提高薄壁零件加工精度的装夹设计方法。研究了基于遗传算法和有限元方法的薄壁零件夹具布局和夹紧力的同步优化设计方法,以一壳体薄壁零件为例,进行了其夹具的装夹方案设计以及夹具布局和夹紧力的同步优化。结果表明该优化方法可以有效地降低由于装夹不当所引起的工件变形程度,提高工件的加工精度。

航空薄壁弧形件加工变形的非线性有限元分析

采用有限元模拟技术研究航空薄壁弧形结构件加工变形问题。针对现有的加工工艺和装夹方案建立了数值分析模型。应用商业有限元软件AN-SYS分析了立铣切削力产生的残余应力及其对工件变形的影响。

磁场辅助加工的研究现状及其发展趋势

将高密度能量场(声、光、电、热、磁等)引入加工区域,辅助或直接形成材料去除是先进制造技术发展的一个重要方向。磁场辅助加工是能量场加工中出现较早的一个技术,其原位吸热和主动控制残余应力的特点,预示了这一技术在材料加工领域的巨大应用前景。从加工过程的磁致效应、工具/工件磁化加工、磁场辅助加工基本理论三个方面对磁场辅助加工的发展现状进行了综述,并对其未来的发展方向进行了展望。

基于神经网络的薄壁件加工变形预测方法

在薄壁件的切削加工过程中,刀具几何结构是产生工件变形的重要因素之一。刀具单一角度所引起的工件变形规律可以很方便地通过有限元方法获得,但是,若同时考虑刀具多个角度的影响,仅仅利用有限元方法很难揭示多种工况与工件变形之间的关系。为此,针对薄壁件的铣削加工建立了三维有限元分析模型,通过实验数据与仿真值的比较验证有限元分析模型的有效性,以便利用有限元分析模型获取神经网络的训练样本;借助神经网络的非线性映射能力,通过有限的训练样本构建工件变形预测模型;将预测值与相应的有限元仿真值进行比较,结果表明预测误差在3%以内,进一步验证了建立的工件变形预测模型具有合理性。