Automatically extracting sheet-metal features from solid model

With the development of modern industry, sheet-metal parts in mass production have been widely applied in mechanical, communication, electronics, and light industries in recent decades; but the advances in sheet-metal part design and manufacturing remain too slow compared with the increasing importance of sheet-metal parts in modern industry. This paper proposes a method for automatically extracting features from an arbitrary solid model of sheet-metal parts; whose characteristics are used for classification and graph-based representation of the sheet-metal features to extract the features embodied in a sheet-metal part. The extracting feature process can be divided for valid checking of the model geometry, feature matching, and feature relationship. Since the extracted features include abundant geometry and engineering information, they will be effective for downstream application such as feature rebuilding and stamping process planning.

基于响应面法的汽车翼子板冲压成形工艺多目标优化

为解决汽车翼子板冲压成形时出现的破裂、表面凹陷及滑移线等质量问题,利用Autoform软件对拉延成形过程进行数值模拟,基于响应面法的中心复合设计,选取压边力、摩擦因数、拉延筋阻力系数为优化变量,以最大减薄率、主次应变、表面滑移线最大滑移距离为优化目标,建立优化变量对优化目标影响的响应面模型,确定最优工艺参数组合为:压边力700 kN,摩擦因数0.15,拉延筋1、拉延筋2、拉延筋3和拉延筋4的阻力系数分别为0.45、0.45、0.35和0.45 N·mm^(-1)。基于最优工艺参数的模拟结果,通过设计加强拉延筋将表面滑移线最大滑移距离降为4.94 mm。对比模拟结果和实际试模样件的检测结果发现,两者基本一致,制件的最大减薄率、主次应变、表面滑移线最大滑移距离均满足技术要求,从而验证了响应面法优化冲压工艺的可行性和有效性。

面向钣金混流生产线的仿真优化研究

文章以某电梯钣金加工公司的钣金混流生产线为背景,通过虚拟仿真方法对钣金生产环节中的投产序列和瓶颈问题进行优化。首先,根据某电梯门板生产线的实际生产状况,建立生产线的仿真模型,以工件完工时间、设备空闲时间和设备总切换时间为目标,基于遗传算法,优化钣金混流生产线的投产序列;其次,通过分析缓存区添加位置和容量对钣金生产线产量的影响,解决生产线堵塞、利用率不平衡等问题。结果表明,对生产线的优化有效,经优化后的投产序列相比原始投产序列整体时间缩短约15%,通过适宜的缓存区设置,各工位设备平均利用率提高了9.6%,产量提高了14.15%。

工艺参数对机匣冷态强力旋压力学行为影响规律研究

针对航空钣金机匣材料难于成形,且成形后的产品精度难以控制等问题,本文以高温合金GH3030为材料,在阐明钣金机匣冷态强旋成形回弹理论与载荷作用机制基础上,使用SIMUFACT.FORMING有限元软件,导入实验室之前所得到的GH3030的本构方程,在软件中建立了航空机匣锥形件冷态强旋的仿真模型,分析了旋轮间隙、旋轮进给比、芯模半锥角等旋压参数对钣金机匣冷态强旋成形回弹与载荷的影响规律;采用正交实验得到了各工艺参数对回弹角度影响的主次规律,并在此基础之上得到最优工艺参数组合;采用BBD(Box-Behnken design)响应曲面设计实验方法,得到旋压过程中最大成形力与旋压参数的量化回归模型,并对回归方程进行方差分析,计算回归方程的多元相关系数、可信度以及精确度。最终结果表明:所得到的模型的可信度和精准度较高;在最终实验结果与仿真结果中取点验证,发现误差在10%以内,因此,回归模型较为精准。最后,进行了旋压实验,对比分析了仿真结果与旋压实验实测结果的回弹角度,其平均误差在6.2%以内,验证了仿真结果及回归模型的可靠性。研究表明:仿真分析的回弹角度与实验测得回弹角度变化趋势几乎相同,并且误差较小,控制在12%以内,表明仿真分析的结果能够较准确地展现旋压件的回弹规律。本文的研究结果为实现高温合金钣金机匣锥形件冷强旋的精确成形提供了理论指导和技术支持。

纯铝、铁与钛薄板各向异性比较

为了明晰晶体结构对金属薄板塑性各向异性(r值)的影响,以3种典型晶体结构的高纯金属材料1A99纯铝、YT01纯铁和TA1纯钛为研究对象,采用数字图像相关技术并结合三阶多项式拟合法探究其r值演化规律。结果表明,在各向异性方面,纯铝与取样方向相关,这是取样方向与主滑移系之间的关系所致;而纯钛为各向同性,这仅与密排六方结构有关;而纯铁介于两者之间没有明显规律,这不仅与取样方向有关,还与BCC结构有关。在r值方面,纯铝不同方向的r值均小于1,而纯铁的r值稍大于1,纯钛的r值均大于1.68。说明在抗减薄能力上纯钛>纯铁>纯铝,这与晶体结构相一致。同时在取样90°时三者均有较优的抗减薄能力,这与取样方向偏离主滑移系最远有关。最后,在r值演化方面,纯铝在3个方向上差异巨大,而纯铁均先增大后减小,纯钛除取样0°几乎不变外均先减小后增大,这些复杂的现象可能与择优取向组织的体积分数和织构演化有关。

拉延模压边圈压边力对板料拉延变形极限影响研究

随着工业技术的不断发展,对于板料成形过程中压边圈的压边力控制要求越来越高。压边力的大小和位置直接影响板料的变形程度和成形质量,因此对其进行精准控制具有重要意义。过去的研究主要集中在拉延成形工艺的优化和模拟仿真技术的应用,而对于压边力对板料变形极限的影响研究相对较少。因此,有必要对压边力的影响进行系统的研究和分析,以便更好地理解其作用机制,为相关工业领域提供可靠的生产工艺和技术支持。

基于双臂共轴桁架机器人的钣金件分拣顺序规划

针对双臂共轴桁架机器人在执行钣金件分拣任务需要避免机械臂自碰撞而原地等待导致的任务运行时间长、效率低等问题,提出一种考虑自避障等待时间的分拣顺序规划方案。该方案将两个机械臂分为主臂和从臂,主臂的顺序规划采用LKH(Lin-Kernighan-Helsgaun)算法,从臂的顺序规划将LKH算法与遗传算法结合,在规划时考虑两个机械臂的碰撞,以减少机械臂的等待时间,提高运行效率。在仿真验证中,该方案与双臂均以最短路径为目标,采用LKH算法进行顺序规划方案对比。仿真结果表明,所提方法较不考虑自碰撞的方法均可缩减4%以上时间,该方法可拓展应用于多臂共轴桁架机器人协同场景。

适用于共晶焊的肖特基二极管背面金属化工艺优化

[目的]为了降低成本,减少污染,提高工艺效率,对肖特基二极管背面金属化工艺进行研究,探索锡锑合金替代金系合金的最佳不持温镀膜金属化工艺.[方法]通过持温镀膜与不持温镀膜对比实验,分析电子束蒸发镀膜基片温度对阴极金属层间黏附性和导电性,以及薄膜厚度对空洞率的影响,得到适用于批量共晶焊的肖特基二极管背面金属化最优工艺参数.[结果]当基片温度为180℃时,不持温镀膜的剪切力为64.53 N,高于持温镀膜的剪切力;当金属化锡锑合金膜厚为3μm时,共晶焊的空洞率低于5%,符合共晶焊要求;电子束蒸发镀膜背面金属层方块电阻随基片温度升高先减小后增大,温度在180~240℃之间,方块电阻随基片温度的变化不大.[结论]用于共晶焊的肖特基二极管背面金属化的最优工艺为基底温度升到180℃后在自然降温的同时进行多层金属镀膜,锡锑合金镀膜厚度为3μm.

基于情境认知的航空制造生产实习模式探究

生产实习是工科实践能力和创新能力培养的关键环节。分析目前生产实习中存在的问题,以航空钣金制造为例,提出基于情境认知的航空制造生产实习模式,包括完整反映航空制造过程的全景式真实情境,多层次、多角度的开放式实践任务,面向问题的高效互动工作群体以及基于问题解决过程的成绩评价四个部分。通过工程问题解决实现场景、任务、人员和过程紧密集成的生产实习模式,促进工程知识的转化和迁移,提高工程实践能力的培养水平,为制造工程类专业人才的培养提供参考模式和应用实践。

基于数字孪生的纺机钣金车间可视化监控系统研究与应用

针对纺机钣金车间生产过程实时监控差、准确性不足及可视化程度低等问题,提出一种基于数字孪生的纺机钣金车间可视化监控系统构建方法。首先,基于纺机钣金车间的生产要素构建其孪生几何模型,并对孪生几何模型进行轻量化处理以满足实时响应要求;然后,基于赋时Petri网设计其行为逻辑模型,并通过碰撞检测算法实现在孪生车间中的触发响应。在此基础上,结合OPC UA的信息建模、事件驱动等方法实现多种工艺路线的产品加工、在制品流转等过程的忠实映射。最后,以某纺机钣金车间为应用案例,设计开发了原型系统,验证了所提方法的可行性和有效性。

基于概率热力图的钣金件抓取点生成与评估

为快速确定钣金件抓取位置,提高抓取自动化程度,提出一种基于概率热力图的钣金件抓取点生成方法。基于钣金件与端拾器投影计算单因素概率热力图,评估钣金件与端拾器重叠程度、钣金件几何中心位置、钣金件表面起伏程度;融合各单因素概率热力图对概率热力图进行随机网格划分,并以数值最高处作为抓取位置;最后通过有限元仿真验证抓取点有效性。结果表明,所提抓取点生成与评估方法可以适应不同抓取工况,单次概率热力图计算及抓取点生成需1.58 s。Q345b钣金件被抓取最大形变为7.993 mm,最大等效应力为158.42 MPa,小于钣金件材料屈服强度。

考虑回弹的水平上调式三辊卷板机卷圆精度研究

为提高卷圆成形精度,建立了不考虑回弹与考虑回弹时水平位移量与卷圆半径之间的理论模型。采用ABAQUS软件建立了卷圆成形有限元模型,并通过实验验证了理论模型及有限元模型的可靠性。基于可靠的有限元模型,研究了材料、摩擦力和板厚对卷圆成形精度的影响规律。研究结果表明,不考虑回弹时实验和仿真的成形半径与目标半径之间的误差分别为31.3%和20.7%。考虑回弹后的误差分别降低至2.2%和1.2%;在相同水平位移量下,材料的屈服强度越高,成形半径越大;摩擦力对成形半径的影响较小;板料越厚,成形半径越小。针对不同材料与不同厚度的板料卷圆成形,考虑回弹时的理论模型能够获得更精确的水平位移量,从而提升卷圆精度。

薄板件高精度测量线激光连续扫描路径规划

线激光检测技术以其高精度的特点在复杂零部件检测中获得广泛应用,扫描路径规划结果对三维薄板件检测精度具有重要影响。由于线激光具有连续逐行扫描、单帧数据呈直线分布等特点,基于离散视点的规划方法难以实现被测件的各型面关键特征点的自动覆盖测量。为此,提出一种面向检测精度的多目标优化连续覆盖路径规划算法。首先,综合考虑路径长度、传感器入射角等因素,构建线激光连续扫描路径的多目标优化模型;其次,引入搜索随机树规划策略,通过对不确定度指数的迭代优化实现复杂结构件的全型面上关键特征点覆盖路径规划;最后,结合车门总成扫描案例开展应用验证,并与传统三维覆盖路径规划方法进行对比分析。结果显示所提出方法的测点平均不确定度指数较比较方法有所降低,验证了所提出方法的有效性和可行性。

无框门系统设计思考和实践

本文以某硬派越野车为例,对无框车门系统设计的关键要素进行思考与总结。无框车门钣金系统只有水切下的部分,作为系统载体,文中总结了其应具备的结构特点和性能要求;无框车门密封系统结构复杂,文中介绍了关键密封断面和力学性能要求;玻璃升降系统采用了双导轨设计,文中对其重要设计参数要求进行了分析与总结。某硬派越野车装车实践后效果良好,本文的设计思考证实可靠。

基于改进遗传算法的压铸机钣金车间生产调度优化

针对压铸机钣金车间的生产节拍不同步及机加工设备空闲问题,基于改进遗传算法对压铸机钣金车间生产调度进行优化。构建一个旨在缩短最长完工时间的车间调度模型,采用改进遗传算法进行求解。通过优先级编码规则来优化加工任务的排列顺序,提高编码的直观性和解算效率。通过对压铸机生产企业机架生产情况进行仿真分析,比较生产调度优化前后的完工时间和机加工阶段设备空闲时间,验证所提出的生产调度优化方法的有效性。

三维钣金工艺设计技术研究与系统开发

提出了一种基于设计特征逐级构建钣金工艺模型的方法,实现了工艺设计的所见所得。开发了三维钣金工艺设计系统,并在企业的多个型号项目中推广应用。

智能化在板材下料切割中的应用研究

在现代工业生产中,板材下料切割是制造过程中的重要环节,其效率和精度直接影响产品的质量和生产效率。随着人工智能技术的不断发展,智能化在板材下料切割中的应用越来越广泛。介绍了智能化在板材下料切割中的基本原理,探讨了智能化在板材下料切割中的应用方法,同时分析了其优点和不足之处,提出了未来智能化在板材下料切割中的应用前景和发展方向。

计算机辅助技术下的钣金成形工艺参数优化研究

随着制造业的发展,钣金成形工艺在汽车、航空航天等行业中扮演着重要角色。本文旨在通过计算机辅助技术,对钣金成形工艺参数进行优化,以提高成形质量、降低成本并缩短生产周期。研究首先通过模拟分析确定了影响钣金成形的关键因素,然后采用先进的优化算法对工艺参数进行优化,对成形工艺质量进行评价,最后通过试验验证了优化后的算法。与传统方法相比,本研究提出的方法对钣金成形工艺具有显著的优化效果。

基于制造工艺车身钣金异响分析及对策

本文通过对钣金异响发生机理进行说明,结合整车生产工艺以及实际的案例,分析产生的原因,制定异响消除对策,阐述整个钣金异响处理的一般流程。

车身防腐设计及防腐措施解析

[目的]希望能够在汽车设计阶段进行规避,通过对产品结构、钣金材料、胶品定义等产品相关数据信息进行评估和确认,以提升产品的抗腐蚀能力。[方法]通过对强化腐蚀试验和市场反馈的腐蚀问题进行分析和总结,识别出车身易腐蚀的部位,并针对车身不同区域提出有效的防腐措施。[结果]实践表明,这些措施能够有效避免常见腐蚀问题的发生。[结论]只有长期关注车身腐蚀,不断深入识别、分析造成腐蚀的因素,才能避免锈蚀的发生。