芯棒参数对超薄壁管数控绕弯成形质量的影响

为提高超薄壁管材的弯曲成形质量,研究了芯球个数、芯球厚度和芯棒支撑角度等芯棒参数对壁厚变化和椭圆度的影响。设计了3种芯球厚度和7种芯球个数,组合得到21种不同的芯棒支撑角度方案,建立了超薄壁不锈钢管材数控绕弯成型有限元分析模型进行仿真计算,并进行了试验验证。结果表明:芯球个数对壁厚减薄的均匀性有一定的影响,芯球个数相同时,芯球厚度越小,最大壁厚减薄率也越小,最大壁厚减薄率随着芯棒支撑角度的增大而变大;随着芯球个数、芯球厚度或芯棒支撑角度的增加或变大,椭圆度都有减小的趋势;同时总结出超薄壁不锈钢管材的合理的芯棒支撑角度范围为θ/3~θ/2。此项研究对指导芯棒参数设计、提高超薄壁管材的成形质量具有重要意义。

三维数控弯管机的研究与开发

将绕弯工艺与滚弯工艺集成在一台机床上,采用专用的送料和转料装置,并将基于工业PC(个人计算机)的数控系统应用于弯管机的控制,取代传统PLC(可编程控制器)的控制系统,以NC(数字控制)嵌入PC的结构形式(工业PC内嵌入工业运动控制卡和工业I/O卡),在Windows操作系统的基础上,运用visual C++进行数控软件开发,实现了三维复杂管件的加工成型。生产与试验结果表明,基于PC的3D数控弯管机不仅提高了加工效率(连续加工)和加工质量,而且提升了三维管件加工的柔性和数控系统的开放性。

注射成型工艺与塑件流动残余应力的函数关系研究

在塑料尺注射成型工艺参数优化的基础上,建立了塑件的注射成型工艺参数与流动残余应力的函数关系。借助回归分析方法,建立了工艺参数与流动残余应力的显式函数关系。采用人工神经网络方法,建立了工艺参数与流动残余应力的隐式函数关系。最后采用模拟退火算法,对借助回归分析方法建立的显式函数关系进行了工艺参数的优化分析,并与正交优化结果比较,验证其合理性。建立的两种函数关系对研究工艺参数与流动残余应力的影响,预测塑件的流动残余应力具有重要意义。

三维数控线材成型机控制系统

将基于PC的数控系统应用于3D线材成型机的控制。该系统以NC（numerical control）嵌入PC的结构形式（工业PC内嵌入工业运动控制卡和工业I/O卡）,在Windows操作系统的基础上,运用visual C＋＋进行数控软件（包括过程控制与零件设计）开发,实现了线材（φ2～φ7）的三维设计与成型。生产与试验结果表明,基于PC的三维数控线材成型机不仅提高了加工效率（连续加工）和加工质量,也提升了三维线材零件设计的柔性和数控系统的开放性。并出了基于PC的三维数控线材成型机的可进一步改进的方面与措施。

降低塑料直尺残留应力的优化分析

针对塑料直尺注射成型容易产生翘曲变形的问题,对其注射成型过程进行了优化分析,以降低注射成型中塑件的模内残留应力,提高塑件质量。采用正交优化方法和Minitab统计分析软件,将塑件的模内残留应力作为优化目标、对成型过程中影响塑件模内残留应力的模具温度、熔体温度、注射速率、保压压力与注射压力比和保压时间等5个工艺参数进行了优化分析。在此基础上,选取熔体温度、注射速率和保压时间这3个对优化目标有显著影响的工艺参数进行了二次优化,得到最优组合。最后进行试验,验证了数值模拟的合理性和优化分析的有效性。

缠绕式弯管组合模具

在管零件制造行业中,弯管是最常用的加工方式之一。管件在弯曲过程中,当弯曲变形程度过大时,弯曲中性层的外层管壁会产生过度变薄,甚至导致破裂;最内侧管壁将增厚,甚至失稳起皱;同时,断面会产生畸变,呈椭圆形。因此外侧减薄量、内侧的波浪度、截面的椭圆度是必须严格控制的3个加工缺陷。通过对管件在绕弯方式下受力变形的理论分析与研究,提出并设计了适用于绕弯加工管件的组合模具,通过该组合模具来控制上述的3个变形。最后,采用装配了该组合模具的CNC(Computerized Numerical Control,电脑数值控制)弯管机进行试验,试验结果显示,该组合模具有效地解决了弯管过程中的缺陷,取得了良好的效果。

集成式大功率LED散热的二次优化方法

研究了集成式大功率LED散热的二次优化设计方法。分析了集成式大功率LED的发热特性和LED路灯的散热要求,建立了散热分析模型。通过对散热器翅片的形状和布局的优化分析,得到一次优化结果。在此基础上,结合实际生产要求,提取凸台半径、凸台高度和拔模角度这三个参数进行了二次优化,得到了有效的优化组合。然后用优化分析结果来指导LED路灯和散热器的设计,并制作样品进行温度实验,结果表明散热器设计满足要求。

基于模具创新设计的高强钛管小半径加热绕弯扁化控制

目的发展小直径高强钛管小弯曲半径(R=1.5D)加热弯曲成形的截面扁化缺陷控制技术。方法基于对管材弯曲前预变形和弯曲过程中施加有效约束的原理,设计变曲率型腔的反变形压力模结构、勺形芯模结构和带芯球的柔性芯模结构,结合有限元仿真分析,研究探索不同模具结构设计对弯管截面扁化的影响。结果与"压力模+圆形芯棒"模具组合相比,使用反变形压力模可以将最大截面扁化率降低9%~21%;与传统模具组合下的最优扁化率(6.19%)相比,反变形压力模结合勺形芯模和带芯球的芯模可进一步将扁化率降低24%~33%,最优扁化率为3.9%。结论反变形压力模和勺形芯模带芯球的芯模相结合的模具结构设计,有效解决了小直径高强钛管小弯曲半径成形的截面扁化问题,将扁化率控制在4%以内。

矩形薄壁金属管冷绕弯成型分析及改进设计

制造业轻量化技术的发展,使矩形薄壁金属管材得到了更多应用。本文借助有限元分析软件,仿真矩形大口径薄壁管绕弯成型过程,并提出一种新型的基于阿基米德螺线的芯头结构设计,来提高弯管成型质量。仿真分析表明其对改善截面畸变效果显著。对丰富管件绕弯成型方式、提高弯管质量具有重要意义。

航空发动机导管加工设备与精度保障研究

若将航空发动机比作人的心脏,那发动机导管则是连通各个"器官"的"血管",用于输送"血液"、"氧气"等物质的重要管道,对整体的运行发挥着至关重要的作用。为了确保正常飞行,必须确保发动机导管的正常工作,而发动机导管的工作情况,在很大程度上取决于加工设备的精度。为提高航空发动机导管的工作效率、使用寿命,本文主要论述常用导管加工设备及保障航空发动机导管加工设备精度的方法。

固溶工艺对2099合金组织性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和力学性能测试等实验手段,研究了单级固溶和强化固溶工艺对2099合金型材组织性能的影响规律。结果表明:型材基体中分布着呈球状或板条状的Al-Cu-Mg相及无规则的Al-Cu-Mn-Fe脆性相。固溶态下,随着固溶或预固溶温度的升高,粗大析出相的固溶效果得到明显改善,Al-Cu-Mg相基本上固溶到基体中,Al-Cu-Mn-Fe相的尺寸减小、数量降低,但尚未完全固溶到基体中;合金的强度随着固溶或预固溶温度的升高而降低,而塑性获得不同程度的提高。时效态下,随着固溶或预固溶温度的升高,合金塑性指标降低,时效强化趋缓,时效强化相演化规律表现为:T_1相的密度增大,尺寸减小,θ'相、δ'相及δ'/β'等亚稳相的比例减小。

时效工艺对2099合金组织性能的影响

采用维氏(HV)硬度测试、力学性能测试、透射电镜(TEM)观察等技术手段,研究了双级时效工艺对2099合金组织性能的影响。结果显示,双级时效处理能够显著改善2099合金的综合力学性能指标,合金屈服强度和抗拉强度的增幅分别达144 MPa和98 MPa,而塑性降低0.6%。终时效温度由146℃升高到170℃,达到峰时效态的时间缩短24 h,综合强塑性指标波动较小。时效过程中析出相的演化规律为:预时效态,基体析出相以δ'相为主,T1相较少;峰时效态,以T1相为主,δ'相次之,θ'相很少;过时效态,T1相和δ'相略有粗化,且δ'相数量减少。