螺杆压缩机阴转子定轴横轧成形可行性研究

螺杆转子是螺杆压缩机的核心部件,具有螺距大、齿高半径大和螺旋升角大的特点,现有工艺为切削加工.提出一种将带有非对称螺旋齿形的螺杆阴转子直接轧制成形的新工艺,旨在实现螺杆转子的近净成形,大幅度提高其生产效率.采用有限元数值模拟和轧制试验相结合的方法对螺杆阴转子的定轴横轧成形进行了研究,得到的螺杆阴转子的非对称螺旋齿形分度均匀良好、齿形填充饱满、成形尺寸基本满足设计要求.研究结果表明,定轴横轧螺杆阴转子的工艺是可行的,具有一定的工业应用价值.     

螺杆压缩机转子型线及其动态测量

本文从型线功能研究出发,通过对70年代末以来出现的典型型线进行特性分析,提出了判断型线优劣的准则,并结合螺旋部分主要特性参数对其进行了定性定量比较。文中进一步阐述了实际齿形的研究,分析实际齿形偏离理论修正齿形的原因,介绍本装置测量实际齿形的特点和测量结果,并对误差作了定量或定性分析,最后综合探讨了型线发展方向。     

螺杆转子成形磨削中砂轮截形的计算

针对螺杆转子成形磨削中端面截形为离散点数据的情况,应用空间啮合原理建立了螺杆转子齿面加工的数学模型,推导了砂轮回转面和转子螺旋面之间的接触条件式,综合运用三次参数样条函数法、追赶法和fsolve函数,利用MATLAB软件编程计算出了砂轮轴向截形,为砂轮数控修整程序的编制提供了有效数据。     

螺杆转子型线的逆向设计研究

针对螺杆式空气压缩机转子端面型线的复杂性及其设计所存在的问题,提出一种基于BP神经网络及逆向工程相结合的转子型线逆向设计方法。首先通过对转子的三维数字化测量、点云数据处理、转子曲面重构等技术,获取了转子的三维实体模型;然后通过对转子端面型线的研究,设计了适合于螺杆转子型线拟合的BP神经网络,最后将测试数据输入经过训练的BP神经网络中,测试了网络的拟合性能。结果表明:利用逆向工程技术可以有效地提取螺杆转子的端面型线,采用BP神经网络拟合转子端面型线可以获得比其他拟合方法更小的误差。研究结果可为压缩机螺杆转子型线的优化设计奠定基础。     

螺杆转子成形磨削用砂轮廓形的包络-像素设计方法

针对双螺杆压缩机核心部件螺杆转子的高效高精制造问题,提出一种基于包络-像素法的螺杆转子成形磨削用砂轮廓形的设计方法,能够在图形空间高效完成螺杆转子成形磨削用砂轮廓形的设计。该方法结合计算机图形学与啮合原理相关理论,建立了螺杆转子与砂轮之间包络运动形成的扫掠面模型,基于Bresenham算法用指定的颜色点亮最佳逼近像素点,通过边界跟踪方法依次分段提取边界像素点,得到精准的成形砂轮廓形数据。通过与传统解析包络法的对比以及实际磨削试验,结果表明,包络-像素法与解析包络法生成的成形砂轮廓形偏差在±0.003mm,加工转子误差在±0.01mm,可以满足实际工业应用。另外,包络-像素法可避免传统啮合运动共轭曲面的接触线计算中存在求解非线性方程复杂、异常解和人工干预等不足,为计算机图形学技术在螺旋面刀具廓形设计应用提供新思路,亦适用于齿轮、蜗杆、铣刀等类似共轭产品的设计。     

加工螺杆转子的滚刀刃形设计

利用螺杆加工过程形成的接触线具有空间位置不变的特性，推导出螺旋面空间接触的几何条件，并将该接触条件应用于螺杆滚刀刃的计算，从而解决了螺杆滚削加工中滚刀刃形的设计问题。     

螺杆压缩机转子动态特性仿真

针对气流噪声导致螺杆压缩机噪声严重超标的问题,采用有限元和边界元相结合的方法,分析螺杆压缩机内气体流动对螺杆振动与声辐射的影响.仿真结果表明:随着压力波动的增大,螺杆本身的变形和应力增大,噪声辐射强度增高.低于临界频率时,声辐射效率随着振动频率的增加而增加;高于临界频率时,声辐射效率趋近于1,与理论计算结果相一致.适当减小压力波动可有效降低压缩机噪声.     

基于逆向工程的快速模具制造

以洗发水瓶作为实物，通过数字化扫描、CAD建模、模拟加工、生成NC程序，在数控机床上加工出洗发水瓶模具的阴模和阳模等过程。详细分析了逆向工程在快速模具制造中的应用技术，并对其中的关键技术（包括产品建模和数字化扫描技术），作了进一步的分析和研究，该项技术可以大大缩短新产品的上市周期，提高产品开发质量，对快速响应市场产生显著效果。     

定轴横轧螺杆压缩机阴转子的辊型曲线

定轴横轧直接近净成形带有螺旋齿形的螺杆转子是一种新型工艺,轧制耦合曲线是其核心和关键.该轧制工艺中,轧辊和轧件的啮合关系与原有啮合关系有较大差异,因此需要根据轧制工艺需求重新构建具有普遍适用性的轧辊和轧件的耦合曲线.以轧制某型号的螺杆阴转子为例,依据轧辊和轧件的共轭啮合运动关系,构建了适合于定轴横轧工艺的轧辊和轧件耦合曲线的几何模型;结合建立的变换矩阵推导求解了相应耦合曲线的参数化方程,实现了轧制工艺的通用性.三维动态啮合仿真模拟显示啮合过程良好,无冲突干涉现象发生,表明所建立的描述轧辊和轧件耦合曲线的数学模型是正确的.     

磨削螺杆转子砂轮截形计算与仿真验证

介绍了螺杆转子成型磨削原理,并给出成形砂轮截形计算的基本流程.再利用啮合原理推导建立了螺杆转子螺旋面与砂轮回转面的接触线方程式,从而计算得到成型砂轮截形曲线.详细论述了用分段累加弦长参数的数值计算方法,对砂轮截形进行计算,避开对转子截形曲线各离散点直接求导的困难,提高了计算效率.最后以某非对称型线螺杆阴转子为例,对砂轮截形进行计算绘制,并通过仿真加工检验计算的正确性,同时进行干涉判断.该方法也为螺杆转子后续的有限元分析和虚拟测试实验提供了精确的实体模型.     

明胶/海藻酸钠组织工程支架的快速成形

明胶/海藻酸钠支架作为一种凝胶型组织工程支架可以与细胞混合成形,使细胞在三维空间生长。其快速成形工艺要求成形温度范围、材料的物理化学变化必须在细胞的生理承受范围之内。根据工艺要求,提出了基于钙离子交联的明胶/海藻酸钠支架成形工艺原理。成形温度在0~15℃之间,每打印完一层材料,就喷射C aC l2溶液初步固化,层层打印并将最终成形支架放入C aC l2溶液中完全固化。明胶/海藻酸钠支架成形过程中,会出现流涎、过度堆积、孔的融合等缺陷,需要采用合理手段尽量避免。通过优化工艺参数,最终得到了理想的明胶/海藻酸钠组织工程支架。     

基于分层制造和数控加工的复合快速成形技术

为克服现行分层制造技术(可制造的原型尺寸小、精度低、可选用材料种类有限)和数控加工(难于直接制造复杂形状、需用夹具固定工件)存在的缺点,把分层制造和数控加工的优势结合起来,研究开发了基于三维层(3D layer)的、材料堆积成形与去除成形交替并行的复合快速成形工艺,并论述了三维层的生成方法和根据三维层的特点设置必要的水平支撑来快速固定被加工工件的方法。为验证该方法的可行性,以复杂曲面组成的汽车手把为对象,进行了成形实验,其制造精度为0.05mm,整个制作过程需要5h。     

基于逆向工程设计创新性实验

创新性实验并不是对某一知识点的简单验证,而是对相关知识的综合运用。为此,通过一个基于逆向工程开展的创新性实验,对如何将实验室现有资源充分应用于创新性实验教学进行了研究,并对提高实验室大型精密设备的利用率提供了参考和借鉴。     

基于激光选区熔化成型螺杆转子工艺仿真分析

为探究螺杆转子的增材制造方法可行性,以螺杆转子为研究对象,采用正交试验法,通过热力耦合数值模拟,利用Inspire软件对螺杆转子进行了激光选区熔化(SLM)成型仿真模拟,并分析出了一种工艺参数使SLM成型的螺杆转子变形较小且质量较优,模拟验证了方案的可行性。仿真结果表明,在激光功率200 W、扫描速度1.8 m/s、堆积层厚0.09 mm时SLM成型的螺杆转子质量较优,最大变形量为0.596 6 mm,发生在螺杆转子螺旋齿下部外凸齿上,符合形变累积效应;最大等效应力为2.085×10~2 MPa,同样发生在螺旋齿下端面,与实际符合。     

基于Petri网的网络化快速原型制造过程建模研究

在分析网络化快速原型制造过程的基础上,给出了该过程的Petri网系统描述,并提出了其Petri网过程模型.该模型描述了网络化快速原型制造中多因素相互间的动态行为,解决了过程中各环节之间的并发性、异步性、分布性等问题.最后,运用可达树分析方法分析了网模型的活性.     

基于LabVIEW的螺杆空压机测试系统设计

针对螺杆空压机的工作特点,基于虚拟仪器设计的思路,以LabVIEW为软件开发平台,采用数据采集模块和实时操作模块构建了一套螺杆空压机测试系统。确定了各个参数测量元件的布局,实现了压力、温度、流量、转速、功率等主要性能参数的实时采集、数据处理、报警、图形显示等功能。该测试系统实现了对螺杆空压机系统的自动化测试,避免了人力资源浪费,具有操作简单、测试全面、检测高效的特点,为螺杆空压机后期的产品开发和质量保障奠定了基础。     

基于逆向工程的呼吸面罩设计

提出了利用逆向工程技术进行呼吸面罩个性化设计的方法.利用逆向工程方法获得了三维面部模型,基于人体面部的逆向造型提取出面部的特征点与特征曲线,并就典型的特征曲线进行曲面设计,完成呼吸面罩的造型设计.利用Surfacer与Pro/Engineer软件实现了特定人脸呼吸面罩的造型设计.     

骨组织工程聚左旋乳酸多孔框架快速成形研究

为制备用于骨组织工程的细胞载体框架结构 ,对快速成形技术制备聚左旋乳酸多孔框架结构的若干基础问题进行了研究。提出了聚左旋乳酸快速成形的精密挤出成形工艺 ,研究了此工艺制备多孔框架结构的设备与工艺过程 ,分析了制备的多孔框架结构应用于组织工程人工骨的可行性。制备的多孔框架结构具有合适的分子量、孔隙结构、孔隙率、机械强度和生物降解性能 ,可以用作骨组织工程的组织再生框架结构