基于插值求解与数值模拟的三维模具补偿方法

模具补偿是金属板料成形中控制回弹的主要方法.针对迭代修正方法在三维模具补偿中效率低、精度差的问题,提出一种基于插值求解与数值模拟的模具补偿方法.通过定义成形后工件形状误差与模具型面偏差之间的函数关系,求解得到了工件成形所需的理想模具补偿量;在有限元模拟中,沿回弹前后节点连线方向进行工件网格面节点反向调整,并对补偿后的节点群进行逆向处理,实现模具补偿面重构.该方法简化了三维模具型面的补偿流程,可实现模具型面内不同位置的独立、非均匀补偿,并保障了模具补偿型面的光顺性.以轨道车辆司机室车顶蒙皮为例,对比了不同模具补偿型面成形后工件的回弹量和形状偏差,并采用研究中获取的理想模具型面进行工件试制,结果表明成形件满足精度要求.     

板材多道次渐进折弯成形回弹补偿的模具修正

金属板材多道次渐进折弯因回弹使成形后的工件形状与目标存在误差.文中借鉴单一道次冲压成形模具型面修正的思路,将模具型面的位移修正、平滑的位移修正以及成形传递函数法应用到多道次渐进折弯成形的模具修正,实现回弹补偿.实验结果表明,基于单一道次冲压的闭环成形传递函数法用于多道次渐进折弯模具修正可快速有效提高成形工件精度.     

电视机托架回弹补偿的Dynaform分析

模具补偿是减小冲压件回弹的一种有效方法。利用有限元模拟软件Dynaform对电视机托架的成形和回弹过程进行数值模拟分析,提出基于Dynaform回弹补偿功能进行模具型面设计的方法,在成形和回弹过程模拟分析的基础上,根据回弹量对电视机托架初始模具型面反向补偿修正,得到了满足电视机托架成形精度要求的模具型面,使模具修正在计算机上达到量化,从而减小生产中的试模时间并且降低试模成本。     

金属板材多道次渐进折弯成形的回弹补偿

在模具型面的位移修正法(DAM)、平滑的位移修正法(SDAM)和成形传递函数法(DTFM)的基础上,提出一种基于傅里叶结合小波变换的离线闭环控制迭代算法,进行折弯凸模型面修正,实现回弹补偿.为减少模具和人工成本,借助数值模拟替代闭环控制迭代修正所需的工件成形回弹试验.将上述凸模型面修正算法应用于半椭圆形工件的渐进成形加工,平均误差是-0.493～0.573 mm.实际应用结果显示所提出的算法对减少渐进成形回弹误差是合理可行的.     

基于回归分析的准双曲面齿轮齿面误差修正

针对准双曲面齿轮齿面加工误差的机床加工参数调整修正问题,建立了基于刀倾半展成法(HFT)的齿面方程,给出了齿面离散化方法和齿面加工误差的表达式。基于机床加工参数对齿面误差的灵敏度系数进行推导,给出了现有齿面误差修正方法的数学模型,并指出其不足。在此基础上提出了基于回归分析的齿面误差修正方法,通过加工参数的灵敏度系数向量与实测齿面误差向量的线性相关性分析来选择变量,在选取较少的加工参数作为调整变量的同时,减少了各参数所需的调整量。实际齿轮的误差修正试验证明了该方法的上述优点以及误差修正的有效性,可为其他齿面误差修正问题提供了一定的借鉴。     

螺旋锥齿轮切齿调整参数的精确反调

针对螺旋锥齿轮齿形误差难以精确修正的问题,在国产3906型齿轮测量中心上,采用坐标测量法获得了螺旋锥齿轮的齿面形状;提出进行齿深控制的锥齿轮测量齿面切齿调整参数非线性最小二乘优化反调方法,并建立了反调优化的数学模型;采用该方法对磨齿后的某弧齿锥齿轮小轮进行反调计算,结果表明该方法能较为精确地获取锥齿轮副的切齿调整参数.     

减小螺旋锥齿轮齿面加工误差的参数修正方法

针对螺旋锥齿轮加工过程中因无法避免误差而导致齿面加工精度难以保证的问题，提出螺旋锥齿轮加工误差控制模型及加工参数修正方法。首先，基于实际加工中的刀具与工件相对位置与相对运动关系，依据坐标齐次变换与啮合原理，确定加工参数与加工曲面之间的函数关系，建立螺旋锥齿轮精确齿面模型；然后，计算实际加工齿面与理论齿面的法向距离，从而建立由加工参数驱动的齿面几何误差控制模型；接着，对加工参数进行敏感性分析，选取敏感性较高的加工参数作为误差补偿模型优化变量，以提高优化效率；最后，将齿面误差最小化问题转化为最小二乘法问题，基于改进的L-M算法进行求解，得到加工参数补偿量，以此对加工参数进行修正达到减小齿面加工误差的目的。采用一对由双重螺旋法磨削加工得到的螺旋锥齿轮副作为应用实例，对该方法进行实际加工验证，结果表明：加工参数调整后，螺旋锥齿轮齿面加工误差降低了65%以上，实际测量的齿面绝对误差均不超过0.005 mm,能够满足工程实际需求，证明该方法能够有效提升齿面加工精度。该方法可为螺旋锥齿轮乃至其他复杂曲面零件加工提供一种加工误差补偿思路。     

拓扑修形斜齿轮齿面插齿修正

为了提高插齿刀精度和寿命并实现拓扑修形齿轮的加工,提出锥面砂轮轴向冲程点接触刃磨插齿刀及拓扑修形斜齿轮齿面插齿修正方法.首先根据啮合原理和磨削过程中砂轮和刀具之间的运动关系,建立插齿刀切削刃方程;然后通过修正砂轮齿形角、轴向廓形及展成运动,使重磨深度内切削刃误差最小.此外为提高刃磨效率,通过等粗糙度磨齿法,确定砂轮每次冲程的齿面径向位置及冲程总次数.根据切削刃方程,建立2自由度插齿模型;结合插齿齿面误差和给定的目标法向修形面,推导工件的实际插齿目标拓扑修形面,建立基于插齿刀刃形修正参数(砂轮压力角、轴向廓形及展成运动)和插齿运动修正参数(工件转角及插齿中心距)的齿面误差敏感性分析修正模型.通过优化算法求解各参数,实现了拓扑修形齿面插齿修正.     

型材多点拉弯成形制件的形状偏差控制

首先阐述了型材无模多点拉弯成形的基本原理,分析了多点拉弯成形中形状偏差和表面压痕缺陷的形成机理以及影响因素;然后针对传统的模具型面补偿优化的局限性,提出了控制形状偏差和表面压痕缺陷的模具型面优化设计方法,并建立了多点拉弯成形模具型面迭代模型;最后以某铝型材为研究对象,进行了模具型面迭代优化试验研究.结果表明:模具型面形状及位置经过迭代优化后,形状偏差量明显降低(最大形状偏差量从2.32 mm降低至0.61 mm),表面压痕缺陷得到有效抑制.     

铝合金阳光房水槽型材的挤压模具设计与制造

通过对铝合金阳光房水槽型材的外形结构要求进行分析,介绍了该型材挤压模具的结构布局、模芯尺寸、型孔尺寸及模具工作带等设计要点,并以实际生产工艺论述了超长悬臂阳光房水槽型材的模具加工关键点。采用UG软件建立铝合金阳光房水槽型材挤压模具的3D模型,用高精度的CNC数控设备对该模具进行粗、精加工,有效保证了模芯、进料孔及下模焊合室的精度。线切割以基准面为水平面、工艺孔为中心分中加工,上、下模具同心加工且无误差。实验表明,采用先进的加工工艺、高精度的数控设备对水槽挤压模具进行加工,可以提高精度、减少误差,并且可以实现量产。     

随五轴加工轨迹变抛光力的控制策略与方法

设计了以PWM信号高速开关控制为核心的气动抛光力加载控制系统,采用滑动平均滤波PID算法调节,通过Simulink仿真和实验调整PID参数,提高系统动态性能,保证变抛光力的控制要求.借助五轴混联机器人动平台,搭建五轴变抛光力试验系统,进行跟随轨迹的变抛光力加载实验.实验结果表明,设计的滑动平均滤波PID控制能够在力控制要求改变时快速响应,使抛光力跟踪至设定值,力实测值误差在±1N以内,波动范围小,具有足够的稳定性和准确性,满足变抛光力的控制要求,实现了跟随五轴加工轨迹的变抛光力控制.     

浮子电容式石油密度传感器的研究

推导出浮式电容式石油密度传感器的数学模型,设计了机械,电路结构,进行了误差人析和误差修正,根据阿基米德浮力原理,采用不锈钢浮子及多层筒形电容,组成高精度石油密度传感器。     

基于动校正前CRP道集的多波联合AVO反演新方法

叠前AVO反演可以得到地层的弹性信息,继而进行地层岩性和流体类型识别。与速度信息相比,弹性模量信息更有利于储层描述。因此,本文采用叠前AVO反演方法直接反演得到纵波模量反射系数、横波模量反射系数和密度反射系数,联合纵波(PP)资料和转换横波(PS)资料进行AVO反演提高反演结果的精度和稳定性。常规AVO反演方法所采用的数据都是动校正后的CRP道集,动校正处理引入的动校正拉伸效应会影响反演效果,降低反演精度,尤其是密度的反演结果会受到较大影响。本文采用动校正前的CRP道集进行联合AVO反演,在反演过程中引入贝叶斯理论,从而提高反演的稳定性和精度。理论模型试算结果表明,本文提出的反演方法具有更好的稳定性、更高的精度以及更强的抗噪能力。     

内窥镜中透镜的准球心加工工艺改进

为了改进内窥镜中透镜的生产工艺,采用三片不胶盘夹具代替传统的刚性盘和弹性盘对透镜的大面进行精磨和抛光,缩短了工艺流程;运用直压治具解决了因零件边缘过薄、夹具夹持难度大的问题;通过对传统工艺流程的调整,避免了因机械定心磨边产生的压痕及划痕对抛光表面质量的影响;采用电木代替聚氨酯抛光皮对小面进行抛光,提高了光圈的稳定性。测试结果表明,三片不胶盘加工的成品率为94%,相对较低,如何进一步提高三片加工的成品率成为提高总体成品率的关键。     

Experimental Investigation on Constrained Abrasive Fluid Polishing for Optical Glass

To find a cost effective,high-precision and environmental friendly way of polishing for optical glass,a series of experiments were focused on about constrained abrasive fluid polishing. Since abrasive particles can repeatedly impact the workpiece in a multidirectional way with high energy, the constrained abrasive fluid polishing method for optical glass has been proposed based on the abrasive fluid machining theory and elastic emission machining theory. A constrained abrasive fluid polishing system was designed and developed to polish K9 glass samples. Results show that K9 glass obtains a high accuracy with less fluid. Experiments indicate that,in a more effective,high-precision and environmental friendly way,constrained abrasive fluid polishing is possible to improve the quality of workpiece surface compared with free abrasive fluid polishing. In the process of removing materials of constrained abrasive fluid polishing,it gives priority to removing the materials of high spot and the high frequency error of smooth local zone can be modified. The abrasive particles can repeatedly impact the workpiece in a multidirectional way,and there are certain relationship among surface quality,material removal rate, and parameters such as speed,clearance, angle, time and particle size. In the process of constrained abrasive fluid polishing, it shows a high material removal rate,and it needn't to clamp workpieces. As a result,it could improve the processing efficiency significantly. The research on constrained abrasive fluid polishing has a practical significance and practical value in industrial production.     

基于多模态和加权支持向量机的热轧轧制力智能预报

为了提高热轧生产过程精轧机组的轧制力预设定精度,需要对轧制力进行高精度的预报.本文通过机理公式计算出轧制力的近似值,然后采集大量的实际生产数据修正轧制力预报值.首先利用聚类方法区分不同的生产状态,其次在相同生产状态下采用加权最小二乘支持向量机计算轧制力的修正系数,最后采用乘法方式修正轧制力,达到高精度的轧制力预测.结果表明,轧制力预报的平均相对误差为3.2%,满足现场的生产要求.     

三座标测量机误差修正的研究

应用计算机对三座标测量机的误差修正进行研究，提出误差修正的点阵计算法，建立误差修正的数学模型，编制了程序，并以Ａ２２１三座标测量机为例进行了模拟修正，使测点的座标误差可以控制在２μｍ内。为提高检测的精度和速度，设计了一种新的检具──移动球检具．     

基于稳定函数的支撑结构系统临界力计算方法

基于稳定函数，给出了求解支撑结构系统临界力的计算方法，推导了不同荷载作用位置的3种双层支撑结构系统临界力的计算公式.结果表明:基于稳定函数的理论推导公式求出的解析解与二阶弹性分析数值解计算结果相近，误差均在3%以内;双层1~3跨带摇摆柱支撑结构系统总承载力理论值与试验值的结果验证了本文求解支撑结构系统临界力计算方法的准确性.基于稳定函数的支撑结构系统临界力计算方法具有普遍的适用性、较高的计算精度，为工程应用提供理论基础.     

纳米压痕双斜率法的修正

分析了双斜率法的误差来源,即采用纳米压痕载荷与位移曲线求解材料的弹性模量和硬度,引入2种不同的修正因子并给出修正的双斜率法表达式,利用二维等效圆锥模型和三维真实Berkovich模型模拟幂强化型材料的纳米压入过程并求解修正因子,利用修正的双斜率法计算标准材料熔融硅的硬度和修正因子.结果表明,所得结果与其有限元模拟结果相近,从而验证了修正的双斜率法的有效性,同时,推测其对压头尖端钝化并不敏感.     

环形抛光盘几何参数对去除函数的影响

为获得与理想去除函数更为接近的去除函数,采用中心开孔的环形抛光盘作为抛光工具,推导环形抛光盘在行星运动方式下的去除函数模型,探究环形抛光盘偏心率m及中心孔径r1对去除函数形状及误差修正能力的影响。研究表明:当0<06时,去除函数的中心区域出现较大程度的“凹陷”,不具备理想去除函数特性;中心开孔孔径r1主要影响去除函数的峰值区域大小及边缘去除量,随着r1增大,去除函数中心峰值区域越窄,边缘去除量减小,去除函数呈现出“脉冲特性”,有利于中频误差的修正;与应用较为广泛的圆形抛光盘去除函数相比,在相同偏心率m下,环形抛光盘的中频误差控制能力优于圆形抛光盘。>