精冲齿圈压板的计算机辅助设计

本文提出用一种人工智能的方法来进行精冲齿圈压板的计算机辅助设计。整个设计过程始终贯穿着对图形的自动识别和处理。     

精冲断裂过程的有限元模拟

从材料细观损伤角度对精冲原理进行了研究．开发了基于空穴材料的刚塑性有限元分析系统，该系统可以估算精冲材料的损伤状态，判断材料失效并模拟裂纹的扩展与汇合状况．利用该系统模拟了精冲过程中塑性变形与韧性断裂现象，预测工件断面光亮带高度，研究凸凹模间隙与剪切面质量关系，并与试验数据进行了对比．研究发现，凸凹模间隙与工件剩余厚度之比是影响断面质量的关键因素．     

基于ABAQUS的板材精冲工艺研究

构建厚度为1.5 mm的板材精密冲裁有限元模型,分析板材精冲的变形过程.通过大量有限元模拟,重点分析压边力和反压力对精冲断面质量的影响规律,并将模拟结果和试验结果进行对比分析.结果表明：当压边力不变时,随着反压力的增大,精冲断裂带长度不断减小,而断面平整度逐渐变差;当反压力不变时,断裂带长度不随压边力的增大发生较大改变,但断面平整度提高;当压边力和反压力相互配合时,冲孔断裂带最小,断面平整度最好;模拟结果与试验结果非常接近,说明压边力对精冲断面质量影响规律的模拟结果准确.     

精冲零件断面质量及变形区显微状态的研究

借助于有限元分析软件DEFORM-3D,建立了非回转体三维热力耦合有限元模型,对精冲零件进行了模拟分析.随后利用精冲试验得到精冲零件,并通过观测精冲零件断面,对精冲件的不同特征部位断裂带大小、变形区的流线、晶粒变形和显微硬度进行了观测和分析.此外,采用电子探针显微分析仪分析了断裂区的化学成分.通过以上研究发现:直线和圆弧特征部位的精冲性能相当,内凹特征部位的精冲性能最好;精冲变形区流线密集,而零件心部流线稀疏;精冲零件主要剪切变形区有明显的冷作硬化现象,主要变形区硬度最大值较基体硬度提高了约90%;精冲变形过程中发生了化学成分的迁移,断裂区有害元素P,S和Si含量增多,有益元素Mn,Cu和Fe含量减少,促进了剪切面断裂带的形成.     

精冲工艺

本文论述了精冲过程机理,讨论分析了有关精冲工艺计算公式和数据,为精冲模计算机辅助设计建立数学模型提供了依据。文中介绍了国内首次研究成功的精冲液压装置,该装置的通用模架的设计为精冲模CAD创造了有利条件。     

双伺服驱动高速精冲机主传动系统的运动规划

针对高速精冲过程中滑块速度和力能分配急剧变化的特点,提出一种双伺服驱动二自由度七杆机构的高速精冲机主传动系统.通过构造伺服电机柔性加减速函数,使伺服电机速度平滑过渡,结合精冲工艺要求及主传动机构尺寸参数,研究双伺服电机的运动规划方法,得到双伺服电机的运动与冲裁板厚、极限冲裁速度、电机特性的关系函数.利用ADAMS(动力学分析软件)建立主传动系统虚拟样机模型进而对整个精冲的过程进行仿真,分析不同冲裁板厚及不同极限冲裁速度下滑块的运动学特性曲线及伺服电机扭矩曲线.实验结果表明:该运动规划方法能够满足不同冲裁板料精冲工艺要求,降低伺服电机功率,提高精冲机工作效率.     

关于PDC钻头破岩效率的研究

钻头作为钻进过程中主要的破岩工具,其质量的优劣直接影响钻进速度以及钻井的质量和成本。PDC钻头作为金刚石钻头的一种,其在低钻压下可以获得比较好的进尺和钻速,因而得到了广泛的应用。对于PDC钻头,其切削齿尺寸、后倾角和布齿密度是影响其性能的重要参数,本文通过对PDC钻头的室内试验,探讨了切削齿尺寸、后倾角和布齿密度对PDC钻头破岩效率的影响。     

精冲过程的韧性断裂

金属塑性加工时，材料内部会出现应变集中和空穴长大两种损伤，导致材料的承载能力下降与丧失．分析了精密冲裁时均匀塑性流动形成光洁表面以及空穴长大引起的断面撕裂现象，从材料细观损伤角度阐明了精冲原理，比较了精冲与普通冲裁两种不同的材料分离机制，并对精冲过程的数值模拟结果进行了讨论．     

滚齿工艺和滚齿机调整对齿轮质量的影响

介绍了齿轮常用的加工方法——滚齿,分析了滚齿工艺及滚齿机调整对齿轮质量的影响。同时笔者从滚齿工艺和滚齿机调整的6个方面分析了提高齿轮质量的具体方法,指出了滚齿工艺、滚齿机调整方法对提高齿轮质量的重要性。     

基于响应曲面法的CFRP高速铣削切削力试验研究

切削力是高速切削过程中重要物理量之一,直接影响到加工质量和刀具寿命。文章采用中心复合响应曲面法建立了碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)高速铣削过程切削力模型,并用方差分析对模型及回归系数进行了显著性检验,分析了主轴转速、每齿进给和切削深度对切削力的影响规律,为高速铣削过程中切削参数的选择及切削力的控制提供了试验依据。试验结果表明:该模型能较好地预测切削力,切削深度和每齿进给对切削力的影响较大,切削力随着切削深度或每齿进给的增大而增大,主轴转速则对切削力影响不是很大。     

同步剪挤式精冲理论的研究

本文提出的同步剪挤式精冲法,就是使钣料在冲裁过程中同时具有剪切和挤压的双重作用.这种作用是通过改变模具工作部分的几何形状自动实现的.由于这种剪切和挤压的双重作用,即可在钣料剪切区建立足够的静水压力,使金属的塑性提高,抑制剪裂纹的产生,从而使塑性剪变位延续到冲裁的全过程,最终实现钣件的精密分离.这种精冲方法简便易行,在很大程度上克服了现有各种精冲法的不足.本文详细讨论了同步剪挤式精冲的变形特点和力学模型的建立,提出了一套精冲力的计算方法;并介绍了有关的技术要点.上述工作,对于精冲的实际应用将具有重要指导意义.     

磨齿齿面皴裂现象解析

在机械加工过程中,一些精度要求在7级以上的圆柱齿轮淬火后需要进行磨齿加工,以提高齿轮传动平稳性,但在磨削过程中,有些磨削齿轮齿面上会出现许多细小裂纹,从齿跟延伸到齿顶,深度约为0.005--0.01mm,给产品外观质量造成影响,同时还会影响到齿轮使用寿命。     

掘进机截割头齿座的机器人自动定位技术

为提高悬臂式掘进机截割头上截齿的定位精度,改进截割头制造质量,根据截齿在截割头表面的排列形式,分析齿尖的定位方法和截齿空间姿态的确定过程,提出并研制一种基于截割头设计方法的齿座定位专用机器人系统,介绍了将截齿定位设计坐标系转换为专用机器人制造坐标系的方法。通过控制串联式机器人手部关节的旋转与回转台的翻转,实现了截齿空间姿态设计参数与制造参数的统一;通过重力自定位原理,实现了齿座相对机器人手部的自动精确定位,有效降低了机器人调试过程的复杂性。此外,通过模拟机器人自动制造过程,分析了不同制造工艺路线对截割头齿座定位工作效率的影响。研究结果表明,采用机器人自动定位技术能有效提高截割头齿座定位精度,合理的制造工艺路线能有效提高截割头制造效率。     

影响轴齿轮滚齿加工精度原因分析

通过对轴齿轮滚齿加工精度的分析,找出影响滚齿加工精度的因素,以便提高滚齿加工质量。     

基于ABAQUS的PDC钻头切削齿破岩仿真及热分析

目的研究聚晶金刚石(PDC)钻头切削齿破岩过程中的温升及变形情况,确定在不同切削参数下PDC钻头单齿破岩时温升和变形的变化规律.方法利用非线性有限元仿真软件,建立了二维PDC钻头切削齿-岩石动态仿真模型,通过改变钻头切削齿破岩时的切削参数,得到了不同参数条件下切削齿温度和变形的变化规律,对切削齿破岩过程中的温升及热变形进行分析.结果切削温度在初始阶段上升较快,0. 02 s左右趋于平稳,同时切削深度对温度的影响最大;温度的升高以及切削力的变大,会使切削齿的变形增大.结论在PDC钻头单齿破岩的过程中,PDC切削齿的温度变化与其切削深度、切削速度以及齿前角密切相关.切削深度对其温度的影响较为明显.与所受的切削力相比温度对切削齿的变形影响较为明显.     

碳化物含量与分布对精冲用碳钢力学性能的影响

通过建立基于材料微观组织(代表性体积单元)的数值模型,对铁素体-碳化物钢的单向拉伸过程进行了数值模拟,分析了碳化物的含量及其带状分布对铁素体-碳化物钢力学性能的影响.结果表明:碳化物含量越多,精冲用碳钢的整体耐变形能力越强;碳化物的带状分布降低了其塑性.     

面齿轮啮合过程中齿面接触分析

根据面齿轮啮合原理,研究面齿轮啮合过程中的齿面接触特性;运用MATLAB软件编制相应的程序仿真出齿数差⊿ =1～3的圆柱齿轮与面齿轮啮合时面齿轮齿面的接触轨迹、接触区域面积及形状,并通过面齿轮齿面接触检测实验验证其正确性.研究结果表明:圆柱齿轮的齿数差对面齿轮传动的齿面接触区域的面积和位置影响不大,而传动比对齿面接触区域的位置影响较大,传动比越大,齿面接触区域越靠近面齿轮轮齿的中部,越有利于提高面齿轮传动的性能.同时实验表明齿面接触面积和形状受制造精度影响,精度越高,齿面接触区域面积和形状越稳定,传动质量越高.因此,大的传动比和高的制造精度对提高面齿轮的传动性能是有益的.     

浅析箱梁顶板齿板凸起与水平对负弯矩施工及质量的影响

本文首先介绍箱梁顶板齿板设计现状,然后从钢筋绑扎及预应力管道安装、支模及质量控制、混凝土浇筑及质量控制、张拉及质量控制、压浆及质量控制、预留槽填补及质量控制6个方面阐述了箱梁顶板齿板凸起与水平对负弯矩施工及质量影响。最后,提议有关设计单位将箱梁顶板负弯矩齿板都设计为水平。     

微型直齿沟槽铜管充液旋压-多级拉拔复合成形

采用高速充液旋压-多级拉拔复合成形方法加工出了直径在6mm以下的、质量稳定的微型直齿沟槽铜管.在分析其加工成形机理的基础上,研究了加工参数对沟槽铜管质量的影响.结果表明:微型直齿沟槽铜管成形过程中,过大的拉拔级次压缩率会导致微型直齿沟槽铜管的轴向沟槽产生断裂或折叠,过大的圆度误差会导致微型直齿沟槽铜管表面产生皱折和凹陷;而拉拔模具入口锥角采用16°、定径区长度取4mm、出口锥角取30°、润滑条件良好及残余应力较小时,拉拔沟槽铜管表面质量更高.通过控制拉拔工艺参数和圆度误差,可获得直径在6mm以下的、质量稳定的微型直齿沟槽铜管,且内部沟槽趋于封闭,呈燕尾槽特征,有利于提高微型直齿沟槽铜管的毛细力.     

板材精密冲裁工艺的研究

在有限元分析的基础上，提出了一种阶梯形凸模负间隙精密冲裁方法。其特点是可使精冲工艺在单动压力机上实现，而无需专用三动压力机。这种精冲方法，模具结构简单，易于制造和安装，成本低。用铜、铝、钢等材料对该方法进行了实验验证，得到了剪切断面上100％光亮带的精冲件。