簡介：擠壓技術作為一種高效率、低消耗的少、無切屑加工工藝，在金屬材料的塑性加工中獲得了迅速發(fā)展。目前，在機械、輕工、民用、宇航、軍工、電器等部門中的應用日益廣泛，已成為塑性加工技術中不可缺少的重要加工手段之一。但是，擠壓模具如果設計得不合理，在凹模內型腔拐角處，應力集中現(xiàn)象會比較嚴重，使用一段時間后往往會產(chǎn)生裂紋并不斷擴大，最后導致凹模的開裂。因此，為了充分發(fā)揮擠壓技術的優(yōu)越性，進行擠壓模具結構優(yōu)化方面的研究是極其必要的。本文首先討論了有限元算法的步驟、單元的選取和網(wǎng)格的劃分等關鍵技術。接下來，分析了空間問題的彈性有限元法。之后利用有限元分析軟件ANSYS對桿形件冷擠壓凹模進行了數(shù)值模擬，并根據(jù)求得的應力分布云圖，提出改進設計的措施，并使用ANSYS優(yōu)化模塊對凹模的尺寸進行優(yōu)化，將優(yōu)化結果和LAME公式求得的優(yōu)化結果相比較，驗證了有限元法優(yōu)化的正確性；根據(jù)優(yōu)化結果，適當調整凹模結構，減少了應力集中現(xiàn)象，降低凹模所受等效應力幅值，延長了模具的使用壽命，為進一步研究桿形件擠壓模具體提供了參考。

簡介：熱疲勞破壞是鋁錠連鑄機澆注模具的主要失效形式之一，是限制其使用壽命的重要因素。因此，改善鋁錠連鑄機用模具材料的熱疲勞性能對于提高模具的使用壽命，擴大其在國內的推廣與應用具有重要的實際意義。本文針對鋁錠連鑄機用模具的工作條件，采用實驗室模擬研究的方法，進行了鋁錠連鑄機用模具材料熱疲勞性能的研究，分析了球墨鑄鐵模具材料不同的熱處理工藝參數(shù)試樣的熱疲勞性能變化規(guī)律，并研究了球墨鑄鐵模具材料的熱疲勞特性及球墨鑄鐵熱疲勞裂紋的萌生和擴展機理。為提高鋁錠澆注模具的耐熱疲勞性能提供了實驗依據(jù)。研究結果表明對于球墨鑄鐵的初期微裂紋，均萌發(fā)于石墨相與基體的交界處，由于石墨相強度低，其分支處易于引起應力集中導致裂紋的萌生，微裂紋的擴展一般也是沿著石墨球距離最近的路徑擴展的。在熱疲勞裂紋擴展的初期可采用統(tǒng)計平均裂紋長度作為熱疲勞損傷程度的判據(jù)，但在裂紋擴展的后期裂紋在寬度方向的擴展占據(jù)了主導地位，則需要用新的判據(jù)代表這個階段的熱疲勞損傷程度。實驗中根據(jù)熱疲勞裂紋的實際擴展情況定義了表面裂紋損傷因子D（DA％WL）以作為此過程的判據(jù)，經(jīng)實際檢驗，這種新判據(jù)可以很好地表征熱疲勞裂紋的后期擴展行為。對比實驗研究表明，熱處理對球墨鑄鐵模具材料的熱疲勞性能有顯著影響，通過選擇合適的熱處理工藝可以明顯提高鑄鐵的熱疲勞抗力。實驗中比較了不同的熱處理工藝及熱疲勞實驗結果，選擇出綜合性能良好，熱疲勞裂紋擴展較慢的熱處理工藝為900℃2H退火900℃2H正火，900℃2H300℃1H等溫淬火。實驗結果表明，采用退火加正火處理后，球鐵的組織組成相得以優(yōu)化，形成以大量的細小珠光體和少量的鐵素體為基體的組織，組織與力學性能配合較好；而采用退火加等溫淬火的工藝處理后形成具有大量下貝氏體的基體組織，同樣具有高的強度和韌性，力學性能表現(xiàn)也比較好。整體來看，通過以上兩種工藝可以顯著地提高鋁錠模材料的耐熱疲勞性能，延長模具的使用壽命。

簡介：化學拋光是模具鋼及其合金表面處理中的一個重要工序，通過化學拋光可以獲得光潔平整的表面，使材料的光反射能力、熱反射能力以及耐腐蝕性能得到加強，同時提高了鋼制品的裝飾效果。傳統(tǒng)的化學拋光是將鋼制品在三酸磷酸硫酸硝酸溶液中浸蝕。由于該拋光方法存在嚴重的氮氧化合物NOX大氣污染而日益受到關注，象“黃煙”一樣的NOX氣體嚴重破壞環(huán)境、危害人們的身體健康。論文確定開發(fā)以磷酸硫酸為基液的該型化學拋光新技術，實現(xiàn)NOX的零排放且克服以往類似技術存在的質量缺陷。該技術的關鍵是在基液中添加一些具有特殊作用的化合物來替代硝酸。為此首先需要對模具鋼的傳統(tǒng)三酸化學拋光過程進行分析，尤其重點研究硝酸的作用。硝酸在模具鋼化學拋光中的主要作用是抑制點腐蝕，提高拋光亮度。結合在單純磷酸硫酸中的化學拋光試驗，認為在磷酸硫酸中添加的特殊物質應能夠抑制點腐蝕、減緩全面腐蝕，同時必須具有較好的整平和光亮效果。研究發(fā)現(xiàn)，某些氧化劑、大分子有機化合物、表面活性劑和重金屬鹽類的加入有利于提高化學拋光質量。用正交試驗的方法對上述各物質及其協(xié)同作用進行分析，并最終確定了合適的復合添加成分。當在磷酸硫酸基液中加入該復合添加成分后，模具鋼的拋光質量顯著提高，其拋光亮度可以達到甚至超過傳統(tǒng)的三酸化學拋光，亦不存在點蝕問題。困擾無黃煙化學拋光的兩個主要問題都得到了妥善解決。拋光工藝條件也是影響拋光質量的一個重要因素，因此試驗中還對拋光溫度、時間等工藝條件進行了優(yōu)化，使該化學拋光技術更加可靠，拋光質量更加穩(wěn)定。為了今后更好地完善、發(fā)展該拋光技術，論文研究中還首次用描電鏡對采用添加物的化學拋光全過程進行了觀察，認為添加的復合成分具有良好的整平效果，且表面整平和光亮化是同時發(fā)生的。用電化學方法對該化學拋光機理進行的探索性研究發(fā)現(xiàn)，解釋化學拋光機理的粘膜理論、鈍化理論也同樣適用于“磷酸硫酸添加物”的無黃煙化學拋光但大分子有機化合物在模具鋼表面的吸附是消除點腐蝕、獲得高度平整表面的關鍵，這也是和三酸化學拋光機理的主要不同點。最后論文還對模具鋼化學拋光后的表面粗糙度變化，以及表面質量特性做了定性的描述該化學拋光技術不存在NOX大氣污染和點腐蝕問題，拋光亮度達到甚至超過傳統(tǒng)化學拋光，是一種很有發(fā)展前途的環(huán)保型拋光技術。也可以很好的改善材料表面的物理和力學性能。

簡介：用精鍛工藝生產(chǎn)齒輪，不僅具有節(jié)材、節(jié)能、低成本、高效率等顯著優(yōu)勢，而且可以顯著提高齒輪的耐磨損、抗腐蝕能力及根部的彎曲強度，明顯改善齒輪的疲勞性能。因此，使用精鍛工藝生產(chǎn)齒輪已成為齒輪制造業(yè)的發(fā)展趨勢。直齒錐齒輪由于其本身的結構特點，其精鍛技術在生產(chǎn)中的應用最早。目前，直齒錐齒輪的精鍛技術已經(jīng)比較成熟，可以根據(jù)錐齒輪的模數(shù)大小和材質來選擇合理的精鍛工藝。采用“一火兩鍛”工藝成形大模數(shù)直齒錐齒輪已得到廣泛應用，該工藝總體上來說比較成熟，但由于輪齒部分變形量大，成形過程中常常出現(xiàn)齒腔充不滿和成形載荷過大，齒模過早失效的問題。此外采用“一火兩鍛”工藝成形錐齒輪，影響齒面精度的因素較多，造成齒形設計困難，齒面精度難于保證。針對以上問題，本文對行星齒輪和半軸齒輪的“一火兩鍛”工藝進行研究，設計了鍛件、預鍛件和預制坯的形狀與尺寸。在預鍛件設計時，對錐齒輪的輪齒設計進行改進，將預鍛件的輪齒設計為不等頂隙收縮齒，與鍛件的雙重收縮齒相比，增大了齒高。齒形設計在精鍛錐齒輪中占有很重要的地位。本文建立了漸開線齒形曲線參數(shù)方程，錐齒輪的基本齒形參數(shù)一旦確定，利用UG的曲線命令可以方便準確地繪出錐齒輪漸開線齒形圖。研究了鍛件齒形、模具齒形和電極齒形間的關系，推導出了它們基本齒形參數(shù)間的數(shù)學關系式，可以方便有效地實現(xiàn)錐齒輪精鍛齒形設計。最后提出了非線性膨脹熱鍛件齒形設計新模型，給出了其齒形曲線方程。預鍛行星齒輪時，預制坯的高徑比對改善輪齒的充填性能，提高齒模壽命具有重要意義。使用DEFROM3D軟件對不同高徑比的預成形方案進行三維有限元數(shù)值模擬，研究了行星齒輪預成形時的等效應變、等效應變速率、等效應力、速度分布規(guī)律以及載荷行程曲線，通過對比分析確定了最佳方案。終鍛錐齒輪時，預鍛件形狀是影響終鍛齒形充填和成形載荷的一個重要因素。使用有限元軟件DEFM3D對行星齒輪和半軸齒輪的終鍛成形過程進行三維有限元數(shù)值模擬，模擬結果表明本文設計的預鍛件形狀，可有效地改善金屬充填齒腔的順序。金屬首先充滿齒頂，然后由齒頂?shù)烬X面，最后充填齒根，可以避免鍛件齒頂充不滿的情況，在較低的成形載荷下得到齒形充填飽滿的鍛件。根據(jù)工藝設計和數(shù)值模擬結果，設計了“一火兩鍛”成形錐齒輪的預鍛、終鍛兩套模具結構，該模具可以保證上下模導向準確，鍛件脫模順利。討論了齒模設計和加工要點，簡要介紹了模具材料的選擇和提高齒模壽命的途徑。

簡介：近年來，科學技術的飛速發(fā)展，尤其是以計算機技術為代表的信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，給傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來了新的生機和活力，快速成型技術便是制造業(yè)技術全面更新?lián)Q代這一大趨勢中的典型代表，它能有效縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，尤其是滿足單件、小批量個性定制的要求，已經(jīng)成為中小批量乃至單件產(chǎn)品制造的重要生產(chǎn)模式。本文研究內容即為快速成型技術研究領域的國家自然科學基金項目產(chǎn)品與模具的快速數(shù)字分層制造方法中的軟件系統(tǒng)。此快速成型方法大致為采用薄片材料，如金屬、塑料片材或帶材等進行逐層加工。先采用超聲波焊接方法，實現(xiàn)層與層之間的固體連接，每層焊接完成后，根據(jù)CAD模型切片輪廓數(shù)據(jù)信息，驅動刀具進行平面加工單層輪廓。之后再堆積加工形成新層，循環(huán)執(zhí)行以上過程，直至完成產(chǎn)品與模具的快速制造。本文重點就此快速成型方法中的軟件系統(tǒng)展開講述，主要包括講述該軟件系統(tǒng)的開發(fā)思想，原理；建立計算機模擬試驗，對此快速成型工藝的參數(shù)進行優(yōu)化，其目標是開發(fā)出可應用于快速數(shù)字制造的應用軟件。1零件與模具的顯示方面本軟件系統(tǒng)讀取STL格式的數(shù)字三維實體信息，將其存儲于優(yōu)化后的數(shù)據(jù)結構中，然后采用OPENGL技術作為三維實體圖形的引擎來還原三維實體，使用戶較好地在切片前對模型實體進行觀察分析。2實體切片方面實體模型切片是快速成型技術中的核心技術，也是本軟件系統(tǒng)的核心內容。本文采用先進的分段求交STL數(shù)據(jù)模型切片算法，減少切平面在求交過程中與實體模型三角片的遍歷時間，以便最高效率的執(zhí)行模型切片操作，并繪制單層切片輪廓，最后輸出加工文件。3焊接工藝的有限元分析方面介紹了采用MARC軟件進行有限元分析的基本方法，并將其分析結果應用到了本課題中的超聲波焊接工藝方面，運用分析結果來優(yōu)化超聲波焊接參數(shù)選取。此軟件系統(tǒng)從STL文件的數(shù)據(jù)讀入，STL實體模型描述，STL實體模型數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)結構建立，數(shù)據(jù)結構優(yōu)化，實體模型切片，實體模型切片輪廓線勾畫，直至加工文件輸出，整個過程均在ⅥSALC環(huán)境下編輯，通過調用OPENGL三維圖形顯示函數(shù)，協(xié)同完成整個軟件編寫。軟件系統(tǒng)整體體現(xiàn)出優(yōu)秀的模型顯示功能、較高的切片效率以及初步的有限元分析能力，同時此軟件的開發(fā)，也為現(xiàn)在日益迅速發(fā)展的快速成型技術增加了新的技術實例。

簡介：隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，塑料模具鋼的需求量越來越大，對鋼的性能的要求也越來越高。目前國際上廣泛使用的塑料模具鋼為美國P20鋼和瑞典718鋼，同時各國模具鋼生產(chǎn)廠家基于本國的標準不斷改進，形成了自己的牌號。因此，在P20鋼的基礎上開發(fā)新的鋼種以及研究相應的熱軋和熱處理工藝，對推動我國塑料模具鋼的發(fā)展具有一定的意義。本文是在P20鋼成分的基礎上改變化學成分，開發(fā)新型低碳低合金塑料模具鋼，研究實驗鋼的控軋控冷TMCP工藝和調質處理工藝，著重分析軋制態(tài)和調質態(tài)實驗鋼組織性能的差異，為設計合理的實驗鋼成分和制定最優(yōu)的控軋控冷和熱處理工藝提供依據(jù)。論文的主要內容包括以下幾個方面1在P20鋼成分的基礎上，通過降低碳含量，增加錳含量，以及加入少量的微合金元素，確定NO1實驗鋼的成分。該實驗鋼的TMCP結果表明實驗鋼軋制態(tài)的硬度和強度很高、韌性偏低；總體上看，軋制態(tài)實驗鋼的性能未達到P20鋼標準。2對NO1實驗鋼進行調質處理研究，結果表明淬火溫度偏低，奧氏體化不充分，淬火組織為馬氏體、貝氏體和塊狀鐵素體，回火組織為回火托氏體和回火索氏體；隨著回火溫度的升高，實驗鋼的韌性升高、硬度降低。當回火溫度在590～660℃范圍時，實驗鋼的韌性及硬度均滿足要求。3對NO1實驗鋼的成分進行調整，確定NO2實驗鋼的成分范圍。TMCP實驗結果表明NO2實驗鋼軋制態(tài)的強度、硬度以及韌性在軋后空冷條件下滿足要求，但冷速過快時，硬度偏高；冷速過慢時，硬度和強度均偏低。4對冷速過慢和過快的實驗鋼進行調質處理研究，結果表明當淬火溫度為970℃，奧氏體化較充分，淬火組織為馬氏體和殘余奧氏體，回火組織均為回火索氏體。隨著回火溫度升高，實驗鋼的硬度降低，而韌性提高，實驗鋼在590℃左右回火時硬度滿足要求。5通過對比分析兩次軋制和熱處理實驗，得到較為理想的實驗用鋼的化學成分，并制定了較優(yōu)的軋制工藝及調質處理工藝。實驗鋼的強度、硬度及韌性等性能均達到或超過了P20鋼標準。

簡介：模具是現(xiàn)代制造技術的重要裝備，其水平標志著一個國家或企業(yè)的制造水平和生產(chǎn)能力。隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代周期的急劇縮短，模具的需求量日益增長，模具工業(yè)在整個國民經(jīng)濟發(fā)展中的作用愈來愈顯著。模具的定價是否合理不僅關系到用戶的切身利益，而且還關系到制造商的盈利水平、市場競爭策略的制訂以及預定的經(jīng)營目標是否能夠順利實現(xiàn)等。因此，模具價格的制定是模具制造企業(yè)經(jīng)營決策的重要內容之一。模具行業(yè)傳統(tǒng)的以經(jīng)驗為主的報價方法，如類比法、工料比法等，存在經(jīng)驗依賴太大、難以規(guī)范化和標準化等缺點，而以計算為主的報價方法，如工時法，雖然報價精度高、報價過程規(guī)范、標準，但采用人工報價時，計算繁瑣，比較費時，不能滿足新形勢下模具報價要求快速反應的需要。因此研究新形勢下模具工業(yè)的計算機輔助模具報價具有非常重要的、可行的、現(xiàn)實的意義。本文以注塑模具為主要研究對象，開發(fā)了一套面向注塑領域的模具報價系統(tǒng)，旨在解決目前在注塑模具報價方面普遍存在的周期長、不準確的問題，給企業(yè)提供一種快速、精確地進行模具報價的工具，實現(xiàn)計算機輔助下的注塑模具報價。本文在深入研究了大量有關資料的基礎上，主要進行了以下幾個方面的研究如何合理地對報價信息進行分類，使得在整個模具報價系統(tǒng)中所涉及到的眾多數(shù)據(jù)信息可以科學有效地生成面向模具報價的信息數(shù)據(jù)庫。研究工時技術參數(shù)法的原理、公式推導過程，從而從理論上解決工時技術計算法的報價方法問題。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建和組織，包括材料價格維護庫、工時影響參數(shù)數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建和組織。系統(tǒng)安全性、可維護性研究。系統(tǒng)通過設計安全登錄模塊、數(shù)據(jù)維護模塊，使系統(tǒng)本身更加安全、可靠，數(shù)據(jù)維護更加方便、高效。根據(jù)以上研究內容，本文以MICROSOFT公司在VISUALSQLSERVER2000為開發(fā)工具，在WINDOWSNT平臺上開發(fā)實現(xiàn)了一個原型系統(tǒng)。

簡介：本文針對模具自由曲面拋光的要求和特點，通過對并聯(lián)機器人機構、傳統(tǒng)關節(jié)式機器人以及傳統(tǒng)數(shù)控機床各自結構優(yōu)缺點的分析對比研究，提出了模具自由曲面拋光并聯(lián)機器人的總體設計構想，應用SOLIDWKS2005軟件完成了其三維實體建模，并利用機械系統(tǒng)動力學分析軟件ADAMS對該并聯(lián)機器人機構的運動學分析、動力學分析等進行了較全面的研究。本文以開發(fā)基于并聯(lián)機器人機構的模具自由曲面拋光機器人為目標，研究了自由曲面拋光機器人空間軌跡規(guī)劃方法，分析了模具自由曲面拋光行切法和環(huán)切法這兩種軌跡規(guī)劃方法的原理和它們的三維空間運動組合，在此基礎上對模具自由曲面拋光并聯(lián)機器人進行了總體機構設計。。對并聯(lián)機器人機構進行了機構分析和運動學分析，建立了并聯(lián)機器人機構位姿正逆解方程，并給出了顯式解析表達。介紹了并聯(lián)機器人速度和加速度的求解方法，為控制系統(tǒng)的開發(fā)提供了理論依據(jù)。其次，通過ADAMS的模型輸入接口，將模具自由曲面拋光并聯(lián)機器人三維實體模型導入到ADAMS中，建立了并聯(lián)機器人動力學模型，并進行了運動學和動力學仿真，對結果進行了分析。文中對模聯(lián)具自由曲面拋光并機器人進行了初步的研究與探索，為今后進一步的研究與開發(fā)打下了良好的基礎。

簡介：模具的表面改性是利用各種方法在模具表面形成具有一定厚度的有利于提高模具各種性能和延長其服役壽命的表面改性方法。工程上絕大多數(shù)零件的失效都是從表面開始的，因此這種新的表面技術對提高模具的性能和服役壽命具有重要意義，因而模具的表面改性被認為是最有前景的表面技術之一。本文利用直流磁控濺射技術在調質、離子氮化和碳氮共滲處理后的熱作模具鋼H13表面濺射CR膜層，采用X射線衍射儀、原子力顯微鏡、金相顯微鏡、電子天平、聲發(fā)射劃痕儀、場發(fā)射掃描電子顯微鏡和顯微硬度儀等儀器，系統(tǒng)研究了前期處理對表面膜層的生長機理和特點的影響，同時研究了表面膜層的膜基結合強度，改性后的熱疲勞性能，表面CR膜層的高溫抗氧化性能和高溫氧化過程中的硬度變化，研究結果表明1H13鋼經(jīng)離子氮化、碳氮共滲和調質處理后直流磁控濺射CR膜層，膜層在處理后的H13鋼表面通過不同結構外延生長，前期處理后H13鋼表面的組織結構和粗糙度影響涂層的形核和生長方式、晶粒類型及膜層的性能。2不同前期處理的CR層均有較好的結合力，調質處理、離子氮化及碳氮共滲后濺射的CR涂層的膜基結合強度依次增強，CR膜層和基體的結合強度，受基體表面的組織結構、界面狀況、膜層性質和熱膨脹系數(shù)等多種因素的影響，而膜層的性質和基體前期處理后表面的性質最為重要。3在溫度為700℃時，碳氮共滲具有硬度梯度較低，韌性較好的滲層組織，擁有較佳的抗熱疲勞性能；調質處理、碳氮共滲后濺射CR膜層的H13鋼，基體與膜層之間存在較大的硬度梯度，且膜層抗塑性變形能力較??；離子氮化的H13鋼，化合物層硬而脆；離子氮化后濺射CR膜層的H13鋼，化合物層硬而脆、膜層抗塑性變形能力較小、基體與膜層之間存在較大的硬度梯度以及存在熱膨脹性能等的差異，均表現(xiàn)出較差的抗熱疲勞性能。4在700℃溫度下，前期處理后基體表面的組織結構及所含成分使CR膜層的抗氧化性能表現(xiàn)出較大差異離子氮化、調質處理后濺射的CR膜層，抗氧化性能較差；前期處理為碳氮共滲的CR膜層有較好的抗氧化性能。5膜層在700℃溫度下氧化100小時后，H13鋼碳氮共滲后濺射的膜層，由于原子的擴散產(chǎn)生了固溶強化，致使膜層的表面硬度有較大升高；離子氮化及調質后濺射的膜層在高溫氧化后膜層已經(jīng)破裂，膜層的表面硬度較氧化前有較大降低。

簡介：傳統(tǒng)的熔模精鑄工藝具有鑄件尺寸精度高，表面光潔等優(yōu)點，能夠制造結構特別復雜的零件；然而普遍采用金屬壓型制造蠟模的缺點限制了該工藝能夠加工制造任意復雜形狀和結構零件的能力，阻礙著熔鑄法本身優(yōu)勢的發(fā)揚。選域激光燒結（EDLASERSINTERING）作為快速原型（RAPIDPROTOTYPING）技術的一種，具有取材廣泛、成型效率及材料利用率高等突出優(yōu)點。該技術針對三維數(shù)據(jù)模型，采用快速、自動的加工方法燒結原型件或金屬件，兼有柔性與智能制造的特點。薄板類零件及其沖壓模具的成形性能如何，采用傳統(tǒng)沖壓工藝，沒有定量分析的結果，難以作出精確的結論。如果采用有限元技術進行仿真分析，就可以將設計與制造中的問題集中在設計階段解決。DYNAFM是基于LSDYNA的板料成形模擬軟件，可以全面了解板料在變形過程中的應力和應變分布，預測各種成形缺陷的出現(xiàn)，給設計者提供了科學依據(jù)，提高了模具設計的質量和效率。如果將現(xiàn)代的CADCAE技術、SLS技術和傳統(tǒng)的熔鑄法相結合，那么新的工藝就能夠生產(chǎn)尺寸精度高，結構復雜，更新快并能夠解放設計者思想的零件甚至模具。論文在SLS的基礎上對傳統(tǒng)的熔模精鑄工藝進行了改進，對低熔點合金及復合材料快速模具的設計制造工藝也進行了初步探索研究，對鋼質模具的設計生產(chǎn)也具有較大的借鑒和指導意義。本論文綜合利用CADCAE技術、SLS技術以及熔模精鑄技術對中小尺寸及中小批量覆蓋件沖壓模具的快速設計、定型及其制造流程進行了探討研究并給出了可行的方案。較之傳統(tǒng)工藝而言，基于SLS技術的熔鑄法和快速模具設計、制造工藝適用于中小批量及新產(chǎn)品試制等領域；具有成本投入小，周期短、效率高等優(yōu)點，大大減少了對經(jīng)驗的依賴性，提高了生產(chǎn)的科學性?？梢砸罁?jù)該工藝進行新產(chǎn)品試制及市場論證，產(chǎn)品定型后也可根據(jù)“快速模具”迅速翻制鋼模以實現(xiàn)大批量制造，從而避免盲目投產(chǎn)帶來的損失。針對現(xiàn)代生產(chǎn)批量越來越小，更新越來越快的特點，能夠使企業(yè)對市場做出更快地反應，確保企業(yè)在市場競爭中處于有利的地位。

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簡介：在汽車鍛件中，曲軸是最重要的鍛件之一。曲軸精密鍛造技術是微車曲軸鍛造成形工藝的重要發(fā)展趨勢。對于精密鍛造的微車曲軸，非調制鋼將逐漸替代其它原材料。曲軸鍛后只進行可控冷卻，而不需要進行熱處理，避免了熱處理變形，節(jié)約了能源消耗。精鍛后的曲軸只需少量加工就可直接使用，提高了生產(chǎn)效率及材料利用率，降低了生產(chǎn)成本，因此大大提高了曲軸的市場競爭能力。本文對曲軸的鍛造成形工藝和國內外生產(chǎn)現(xiàn)狀作了簡要介紹，選擇平面四拐微車曲軸作為典型件，詳細介紹了在曲軸模鍛工藝CAD與數(shù)值模擬CAE兩個領域的工作。由于較復雜形狀的曲軸類鍛件鍛造工藝復雜，其可行性、穩(wěn)定性、成形質量（含充滿成形、折疊、組織缺陷）、材料利用率以及如何降低載荷、提高模具使用壽命等，都是在制訂曲軸成形工藝所必須重點考慮的。本文在三維造型軟件UNIGRAPHICSUG的CAD平臺下進行了133微車曲軸模鍛的工藝分析與模具設計。針對曲軸成形過程的幾個關鍵技術問題，利用有限元數(shù)值模擬軟件DEFM3D對其成形過程進行數(shù)值模擬。通過數(shù)值模擬，優(yōu)化了預鍛件的連皮厚度、模具結構和坯料尺寸，達到了優(yōu)化工藝參數(shù)、優(yōu)化模具結構、消除成形缺陷的目的。全面分析了曲軸鍛造成形過程中金屬的流動規(guī)律、應力應變分布、溫度場分布和模具的溫度場分布、應力場分布，隨后通過一系列模擬，分析了摩擦系數(shù)對鍛件填充情況、最大成形載荷、模具最高溫度的影響，以及摩擦系數(shù)、壓機速度、模具硬度對模具磨損量的影響，并通過多項式的最小二乘法擬合得到了它們之間的影響規(guī)律。最后，通過實驗的方法，對工藝方案和模具設計的合理性與科學性進行了驗證，對模擬結果與實驗情況進行對比分析，總結了課題研究的成功經(jīng)驗。通過本課題的研究，將模鍛工藝、有限元理論、數(shù)值模擬仿真技術及模具CAD技術結合起來，達到了縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高模具壽命、降低成本等目的。本課題的研究成果對同類曲軸鍛件的生產(chǎn)以及相關的模具設計提供理論和實踐依據(jù)，并可直接用于指導生產(chǎn)。

簡介：復合材料夾芯結構作為一種高效的結構材料，已經(jīng)廣泛應用于國民經(jīng)濟的諸多領域中。復合材料柱泡沫塑料夾芯結構是一種新型的夾芯結構，它的特點之一是芯材由復合材料柱與泡沫塑料復合而成；另一個特點就是復合芯材和面板是由同一工藝一體成型。基于這種新型夾芯結構的特點，本課題為其設計出了纖維植入設備用以完成芯材毛坯的加工；為夾芯結構的最終成型設計出成型模具。根據(jù)夾芯結構的芯材毛坯的結構特點，結合設計要求與設計參數(shù)，對纖維植入設備進行了設計。選擇、設計了可編程控制器作為設備的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對傳動機構、執(zhí)行機構各項參數(shù)的自動化控制；比較并選擇了適當型號的氣缸及滾珠絲杠，實現(xiàn)了對執(zhí)行末端件（探頭）定位與行程的精確控制；對探頭頂端進行了特殊的設計，實現(xiàn)了其帶動纖維植入到工作對象的任務；對氣缸、滾珠絲杠及探頭的連接、支承機構及工作平臺進行了設計，實現(xiàn)設備的組裝。根據(jù)夾芯結構尺寸參數(shù)及技術要求，完成了對成型模具的設計。設計了上、中、下三模組合式結構，其尺寸參數(shù)與制品一致；為保證模具的密閉性，在各模間配合處設計有密封槽；在上模部分設計了注膠口，用以注入樹脂；為了抽真空排除模腔內氣泡，在下模部分設計有真空泵接口，最后通過沉頭螺釘?shù)倪B接，完成了對模具的組裝。最后結合夾芯結構的制備過程對纖維植入設備的工藝流程進行了闡述，對成型模具工作步驟的進行了說明，驗證了設計的合理性與可行性。

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