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本發(fā)明多源約束類復(fù)雜曲面零件精密加工預(yù)處理方法屬于復(fù)雜曲面零件精密加工領(lǐng)域，特別涉及多源約束類復(fù)雜曲面零件精密加工預(yù)處理方法。本發(fā)明對復(fù)雜曲面零件進(jìn)行約束源分析，先確定零件類型，根據(jù)目標(biāo)曲面最終面形的約束源類型，分析約束間的耦合作用機(jī)理，建立約束源之間的耦合關(guān)聯(lián)模型，以滿足性能指標(biāo)為目標(biāo)，找出對目標(biāo)曲面的面形起決定作用的以性能指標(biāo)為驅(qū)動的性能相伴曲面，確定通過調(diào)整幾何約束以滿足性能要求的修磨補(bǔ)償方法，求得目標(biāo)曲面各點(diǎn)區(qū)域的加工余量分布，最終確定滿足性能指標(biāo)的目標(biāo)曲面精確面形。本發(fā)明提高了該類復(fù)雜曲面零件精密加工的效率和精度，使零件同時滿足幾何要求和性能要求。

配完成，效率低、周期長且模具工作型面表面質(zhì)量無法保證。本成果在深入分析了影響大型汽車覆蓋件模具凸凹模工作型面貼合率影響因素的基礎(chǔ)上，研究提高貼合率的數(shù)字化分析與設(shè)計(jì)方法，建立了基于汽車覆蓋件拉延減薄和模具在成形力下的彈性變形量耦合的精細(xì)模面設(shè)計(jì)方法。利用基于型面變形補(bǔ)償?shù)钠嚫采w件模具型面設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法后，調(diào)試周期縮短了30%，大大的提高了模具工作型面調(diào)試效率，縮短了模具的制造周期，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，提升了企業(yè)核心技術(shù)能力的同時提高了企業(yè)的競爭力。本項(xiàng)目的研究成果已經(jīng)成功在多家大型汽車覆蓋件模具企業(yè)進(jìn)行了大量的工業(yè)化應(yīng)用，已為國內(nèi)外知名汽車公司的大型覆蓋件模具項(xiàng)目提供了高質(zhì)量的模具。項(xiàng)目對改變我國汽車高檔模具主要依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀、促進(jìn)天津市裝備制造業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

項(xiàng)目簡介 化工設(shè)備及化工設(shè)備是在高溫、高壓及腐蝕環(huán)境下工作的機(jī)械設(shè)備，其零部件的安全可靠工作是整個生產(chǎn)裝置的安全運(yùn)行的基本保障。化工機(jī)械零部件的脆性破壞，對化工裝置的安全生產(chǎn)危害性極大。它無先兆、容易引起重大事故。我們采用數(shù)值分析方法，對化工設(shè)備常用零部件的受力情況進(jìn)行分析計(jì)算，運(yùn)用金相分析及掃描電鏡等手段對零部件斷口的組織特征及微觀形貌進(jìn)行分析；采用化學(xué)分析方法及微區(qū)能譜分析方法對斷口物質(zhì)成分進(jìn)行分析；采用斷裂力學(xué)分析方法根據(jù)斷口的形成過程對零部件的破壞進(jìn)行斷裂力學(xué)參量分析。應(yīng)用情況 運(yùn)用以上方法及手段，對武漢石油化工廠聚丙烯裝置活化劑管道連接螺栓的突然破壞、原油加熱裝置熱電偶管的突然破壞及催化裝置浮頭式換熱器小浮頭連接螺栓的突然破壞進(jìn)行了失效分析，找出了導(dǎo)致零部件發(fā)生脆性突然破壞的原因，為采取有效措施防止此類破壞提供了參考依據(jù)，為整套裝置的安全運(yùn)行起到了一定的保障作用。

本項(xiàng)目針對車身覆蓋件的特點(diǎn)，結(jié)合典型成功案例，建立了基于結(jié)構(gòu)和功能的分類制件沖壓工藝知識庫；開發(fā)了面向復(fù)雜外覆蓋件的專用模板化模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)、BOM自動生成系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)件綜合管理與調(diào)度系統(tǒng)，提高效率30%；開發(fā)了基于真實(shí)壓力機(jī)狀態(tài)下模具結(jié)構(gòu)的受力變形補(bǔ)償系統(tǒng)，修正了凸凹模之間不等厚度間隙數(shù)值，顯著減少了鉗工研合工時，提高了首次件的合格率。解決了高檔轎車外覆蓋件用高精度復(fù)雜模具在工藝、設(shè)計(jì)、制造、裝配、精度保證等方面的眾多難題，建成了高檔轎車外覆蓋件用高精度復(fù)雜模具產(chǎn)業(yè)化基地，提升了作為天津市支柱性產(chǎn)業(yè)之一的汽車行業(yè)的整體水平，改變了目前國內(nèi)高檔轎車關(guān)鍵模具依賴進(jìn)口的局面。項(xiàng)目在天津汽車模具有限公司應(yīng)用后，已生產(chǎn)35個項(xiàng)目的側(cè)圍零件，產(chǎn)值1.3個億。項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，側(cè)圍、翼子板類高精密復(fù)雜外覆蓋件模具年產(chǎn)量達(dá)到110套。技術(shù)成果應(yīng)用到天汽模其它類型模具生產(chǎn)，年產(chǎn)量達(dá)到3000-4000套，產(chǎn)值10個億，利稅2.8億,出口創(chuàng)匯6000萬美元。經(jīng)天津市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化中心組織專家鑒定，結(jié)論為國際領(lǐng)先水平。

項(xiàng)目簡介 針對制約我國機(jī)械裝備行業(yè)發(fā)展與提升的復(fù)雜關(guān)鍵零部件再設(shè)計(jì)與快速加381 工等技術(shù)瓶頸，以影響整機(jī)性能的機(jī)械裝備凸輪、汽輪機(jī)葉片、螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子、 增壓器葉輪等為研究對象，著力構(gòu)建未知自由曲面復(fù)雜零件再設(shè)計(jì)技術(shù)與數(shù)據(jù)點(diǎn) 云直接加工技術(shù)的集成創(chuàng)新，使再設(shè)計(jì)效率和直接加工精度得到極大提高，技術(shù) 水平和產(chǎn)業(yè)化成果達(dá)到國內(nèi)同類研究和應(yīng)用的領(lǐng)先水平。 技術(shù)指標(biāo) (1)未知自由曲面復(fù)雜零件的高精高效數(shù)字化技術(shù)。研究了基于蟻群算法和 遺傳算法的多特征測量路徑規(guī)劃技術(shù)、曲率連續(xù)自適應(yīng)測量技術(shù)、BP 人工神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)重定位技術(shù)、Delaunay 半徑補(bǔ)償技術(shù)等，開發(fā)了“復(fù)雜未知自由曲面三維智 能測量系統(tǒng)”，為高精高效數(shù)字化奠定了基礎(chǔ)。 (2)基于多分辨分析的曲線曲面控制頂點(diǎn)光順技術(shù)。針對傳統(tǒng)光順?biāo)惴ㄓ?jì)算 效率極低，細(xì)節(jié)難于保留等問題，研究了二進(jìn)小波多分辨快速光順技術(shù)和有理數(shù) 尺度小波的任意分辨率光順技術(shù)，首創(chuàng)了“曲線曲面多分辨分析光順系統(tǒng)”，兼 顧了光順的整體性和局部性。 (3)復(fù)雜零件的三維再設(shè)計(jì)質(zhì)量控制技術(shù)。針對多分辨光順尺度無法確定， 光順效果評判手段有限等難題，研究了基于線性假設(shè)和逆問題的多分辨光順精度 控制技術(shù)、基于極限反射法的曲面品質(zhì)分析技術(shù)，開發(fā)了“極限反射法曲面品質(zhì) 分析系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了光順尺度的快速反算，消除了視點(diǎn)和光源對評判結(jié)果的影響。 (4)雙映射法數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接加工技術(shù)。針對 CAD 建模及傳統(tǒng)數(shù)控加工所引起 的累計(jì)誤差，研究了雙映射散亂點(diǎn)云結(jié)構(gòu)拓?fù)浼夹g(shù)、數(shù)據(jù)點(diǎn)云全干涉檢查技術(shù)、 無干涉刀具加工路徑規(guī)劃技術(shù)，開發(fā)了“數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接刀具規(guī)劃與加工系統(tǒng)”， 實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)點(diǎn)云的直接加工，填補(bǔ)了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。 效益分析 項(xiàng)目研究成果使系統(tǒng)的測量精度提高了 1 個數(shù)量級，測量效率提高了 3 倍以 上，再設(shè)計(jì)周期縮短了 30%，在機(jī)床允許條件下，未知原型零件的直接加工精度 可達(dá)μm 級。項(xiàng)目成果在無錫透平葉片有限公司、無錫壓縮機(jī)股份有限公司和無 錫沃凱精密機(jī)械制造有限公司等得到成功應(yīng)用，研究成果獲發(fā)明專利 7 項(xiàng)，軟件 著作權(quán) 7 項(xiàng)，發(fā)表論文 64 篇，SCI 收錄 9 篇。 應(yīng)用情況 本成果有助于提升企業(yè)研發(fā)實(shí)力與效率，降低研發(fā)成本，提升企業(yè)技術(shù)水平 和核心競爭力。首創(chuàng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接加工技術(shù)，縮短了企業(yè)的工藝流程，提升了 產(chǎn)品的加工效率與制造精度，降低了廢品率，對企業(yè)的節(jié)能減排和綠色制造同樣382 有顯著作用。項(xiàng)目在機(jī)械裝備行業(yè)有極好的推廣應(yīng)用價值和社會效益。

傳統(tǒng)的機(jī)器或機(jī)械零件的產(chǎn)品開發(fā)模式是必須開發(fā)出實(shí)物樣機(jī)或樣品，并對其進(jìn)行靜強(qiáng)度或動態(tài)性能測試，然后再進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，這樣要重復(fù)好幾次上述過程，才能設(shè)計(jì)制造出合格的產(chǎn)品。這需要花費(fèi)大量的時間與金錢成本，已經(jīng)跟不上日益變化的市場的需要。本成果采用了先進(jìn)的虛擬仿真技術(shù)，對計(jì)算機(jī)中的機(jī)器的3維幾何模型，可容易地進(jìn)行編輯、修改，并檢驗(yàn)其制造的可能性，生產(chǎn)成本，能否容易裝配。另外，可以對其3維幾何模型附于物理屬性，能模擬其工作狀態(tài)，可進(jìn)行運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、熱力學(xué)、強(qiáng)度、振動分析仿真，也就是說，在設(shè)計(jì)階段(不需要制造出實(shí)物)，就可以把握住機(jī)器或機(jī)械零件的靜態(tài)與動態(tài)性能，最終可以設(shè)計(jì)制造出低成本、高性能的機(jī)器。 該成果適用于任何大中小型機(jī)器及其零部件。 本成果已經(jīng)應(yīng)用到國內(nèi)外多家著名公司，如摩托車的動態(tài)力學(xué)性能的仿真分析,計(jì)算機(jī)硬盤系統(tǒng)的靜態(tài)與動態(tài)性能的仿真分析,配氣機(jī)構(gòu)的動力學(xué)優(yōu)化與分析,大型曲軸車床整機(jī)動靜態(tài)性能分析與優(yōu)化,漸開線齒輪的精密接觸分析與優(yōu)化。

其他成果/n本發(fā)明公開了一種車身鋁合金管件固溶-彎曲-時效成形裝置及方法，該裝置包括加熱機(jī)構(gòu)和彎曲機(jī)構(gòu)；加熱機(jī)構(gòu)包括感應(yīng)線圈和高頻電源，感應(yīng)線圈套設(shè)在管件彎曲部的外周，感應(yīng)線圈與高頻電源連接；彎曲機(jī)構(gòu)包括彎曲模、靜夾塊、防皺塊、動夾塊和鋼/柔性芯模，管件的彎曲部放置在彎曲模上，管件的一端由靜夾塊和防皺塊夾在彎曲模上,管件的另一端由動夾塊夾緊，鋼/柔性芯模設(shè)置在管件內(nèi)，其中靜夾塊、防皺塊以及動夾塊為分體式設(shè)計(jì)，彎曲模為鑲塊式設(shè)計(jì)，利于加工水道，便于磨損后更換，彎曲模、靜夾塊、防皺塊和動夾塊內(nèi)均開設(shè)有用于通冷卻水的蛇形通道。本發(fā)明可顯著提高鋁合金管材的強(qiáng)度、硬度以及成形精度，有效解決管材彎曲淬火后的回彈問題。

該項(xiàng)目針對 30CrMnMoTiA, 30CrNi3A、25Cr2Ni4WA 和 Nil9Co9Mo5 四種含銘、線合金鋼難磷 化及磷化膜耐蝕性能低的實(shí)際生產(chǎn)難題，深入研究磷化膜的形成過程和磷化機(jī)理, 探討含銘、線合金鋼難磷化的內(nèi)在原因；通過工藝優(yōu)化，開發(fā)出了解決上面4 種合金難磷化問題的高溫鎰系黑色磷化新技術(shù)，開發(fā)了新工藝，應(yīng)用于某廠，建 成了年處理各類零件1200萬件的磷化生產(chǎn)線一條，使廢品率由原來的8~10%降 低為現(xiàn)在的0.5%以內(nèi)。每年產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益近600萬元，節(jié)約成本150萬元。

項(xiàng)目概況 軍事工業(yè)中的彈藥部件、微波通訊器材中的殼體、汽車中的安全氣囊、壓縮機(jī)中的渦旋殼體等都屬于鋁合金殼體類零件。這些鋁合金殼體都是具有異型型腔的盲孔類零件，其尺寸精度要求高、內(nèi)孔型腔復(fù)雜和光潔度要求相當(dāng)高，而且內(nèi)孔側(cè)壁與底面相交部分的圓角半徑極小，內(nèi)孔側(cè)壁相交部分的圓角較小。 對于形狀復(fù)雜、型腔深度較淺的盤狀類鋁合金殼體以及型腔深度較深的筒形類鋁合金殼體，采用精密鍛造成形工藝及模具等成套加工技術(shù)在硬鋁合金如2A12、鍛鋁合金如6063和6061、超硬鋁合金如7A04等鋁合金殼體的大批量工業(yè)生產(chǎn)上獲得了應(yīng)用，達(dá)到了高效、經(jīng)濟(jì)、精密制造加工的目的。主要特點(diǎn) 采用精密鍛造成形加工技術(shù)為軍事工業(yè)、通信器材和汽車等裝備上使用的量大、面廣的鋁合金殼體類零件的精密制造提供坯件，是提高生產(chǎn)效率、降低制造成本的關(guān)鍵技術(shù)。它解決了我國國內(nèi)在汽車、通用機(jī)械、微波通信、軍事工業(yè)等生產(chǎn)企業(yè)中普遍采用的數(shù)控加工方法加工這類鋁合金殼體中存在的材料消耗大、生產(chǎn)效率低、能源消耗大、生產(chǎn)周期長和制造成本高等一系列問題，為鋁合金殼體零件的生產(chǎn)提供一種實(shí)用、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)的制造工藝。技術(shù)指標(biāo) 對于鋁合金殼體類零件，目前國內(nèi)普遍采用數(shù)控車床、數(shù)控加工中心來加工這類殼體，這種加工方法可以得到合格的鋁合金殼體；但該加工方法的材料利用率極低、生產(chǎn)效率低（只能采用小直徑的銑刀，因此每次機(jī)加工量較小，需要很長的加工時間）、能源消耗大、生產(chǎn)周期長以及制造成本很高，因此國內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模不大、產(chǎn)量不高，難于同國際相關(guān)行業(yè)竟?fàn)帯?國內(nèi)有些企業(yè)曾采用精密壓鑄技術(shù)來生產(chǎn)這類鋁合金殼體，但由于壓鑄的鋁合金殼體的內(nèi)孔型腔光潔度差、殼體內(nèi)始終存在著氣孔和夾雜等鑄造缺陷，使鋁合金殼體的機(jī)械性能大大降低；難以達(dá)到鋁合金殼體類零件的使用性能要求。 采用精密鍛造成形工藝進(jìn)行鋁合金殼體類零件的生產(chǎn)，具有如下技術(shù)優(yōu)勢：（1） 殼體組織致密、表面光潔；（2） 材料利用率高，可達(dá)到70%～90%；（3） 生產(chǎn)效率高，可班產(chǎn)1000件～1500件。（4） 尺寸一致性好；（5） 設(shè)備投資少。市場前景 該項(xiàng)目的推廣應(yīng)用，既可節(jié)約貴重的鋁合金材料，又能大大提高生產(chǎn)效率、減少加工工序，能顯著降低制造成本；因此，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

簡介：本發(fā)明公開了一種用于圓柱狀或類似零件外表面均勻涂覆的噴涂裝置。該裝置主要由外殼、支撐架、調(diào)速電機(jī)、電機(jī)軸、調(diào)速電源開關(guān)、曲軸、連桿、U型槽、篩網(wǎng)、擋板、皮帶以及皮帶輪組成。通過調(diào)速電機(jī)控制曲軸的轉(zhuǎn)動,從而控制U型槽的翹板式往復(fù)運(yùn)動,零件置于U型槽內(nèi)的篩網(wǎng)上,對零件進(jìn)行噴涂。本裝置便于操作,并可以通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)不同大小的圓柱狀或類似零件的均勻噴涂。