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簡介:面對(duì)汽車沖壓模具競爭激烈的現(xiàn)狀,縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期,提升設(shè)計(jì)質(zhì)量,降低模具成本具有非常重要的意義,然而隨著模具結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,結(jié)構(gòu)參數(shù)不斷增多,求解規(guī)模不斷擴(kuò)大,傳統(tǒng)方法已不能滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率及精度要求。因此,在汽車沖壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中迫切需要引入實(shí)時(shí)計(jì)算方法,提升復(fù)雜結(jié)構(gòu)的分析精度,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。眾多學(xué)者對(duì)實(shí)時(shí)計(jì)算方法進(jìn)行了研究,尋找計(jì)算精度與效率較高的算法,已取得諸多成果,但仍有較多問題值得進(jìn)一步探索。本文針對(duì)金屬薄板沖壓成形過程中成形力在板料與模具之間傳遞的關(guān)系,提出一種不同網(wǎng)格類型之間的載荷映射計(jì)算方法。該方法通過映射單元的精確定位,在板料殼單元與模具實(shí)體的單元之間建立了一種對(duì)應(yīng)關(guān)系,構(gòu)建板料單元節(jié)點(diǎn)上的成形力與模具網(wǎng)格之間載荷映射的關(guān)系模型,從而得到模具表面的精確的載荷分布。將該方法應(yīng)用于模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中,在精確計(jì)算模具各部分所受載荷的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,得到了滿足強(qiáng)度要求的優(yōu)化結(jié)構(gòu)模型,實(shí)現(xiàn)了模具的輕量化。圍繞載荷映射法以及在汽車沖壓模具中的應(yīng)用這一主題,本論文主要開展了以下幾方面的研究內(nèi)容1對(duì)板料成形力精確求解進(jìn)行研究。在對(duì)沖壓成形相關(guān)理論闡述的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程實(shí)例,研究了不同工藝參數(shù)及不同單元尺寸對(duì)成形力的影響;2基于成形力的求解對(duì)模具載荷映射方法進(jìn)行研究。映射方法研究包括映射方向的選擇,節(jié)點(diǎn)的精確定位,成形力的插值計(jì)算,并對(duì)其進(jìn)行實(shí)例分析及其通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比確定方法的正確性。3結(jié)合載荷映射及板料成形力的求解對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析。利用成形力的精確傳遞計(jì)算方法,得到后續(xù)模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析的邊界條件,對(duì)模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),從而合理改進(jìn)模具承載母體結(jié)構(gòu),使得模具母體達(dá)到滿足剛強(qiáng)度要求又實(shí)現(xiàn)輕量化的目的。
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簡介:模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備以機(jī)器人制造單元為代表的先進(jìn)制造技術(shù)對(duì)增強(qiáng)模具企業(yè)市場響應(yīng)能力穩(wěn)定模具產(chǎn)品質(zhì)量控制模具生產(chǎn)成本提高模具生產(chǎn)效率保證模具產(chǎn)品交貨期等方面具有重要的作用。機(jī)器人制造單元控制系統(tǒng)是整個(gè)機(jī)器人制造單元的核心部分其性能優(yōu)劣直接決定了整個(gè)機(jī)器人制造單元的運(yùn)行效率和運(yùn)行穩(wěn)定性。本文針對(duì)機(jī)器人制造單元控制系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究主要包括以下幾方面的工作首先本文分析了模具企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)針對(duì)目前模具生產(chǎn)存在的問題提出了用機(jī)器人制造單元來組織模具生產(chǎn)以解決問題。然后根據(jù)模具企業(yè)的需求構(gòu)建了面向模具行業(yè)的機(jī)器人制造單元控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。其次本文針對(duì)因單元內(nèi)設(shè)備異構(gòu)而導(dǎo)致的機(jī)器人制造單元控制系統(tǒng)難以對(duì)底層設(shè)備集成通訊控制的問題重點(diǎn)研究了幾種典型的數(shù)控設(shè)備以及機(jī)器人的接口和通訊控制實(shí)現(xiàn)方式設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的通訊控制方案。建立了面向模具行業(yè)的機(jī)器人制造單元控制系統(tǒng)的功能模型和面向?qū)ο竽P?。基于面向?qū)ο竽P蛯?duì)單元控制系統(tǒng)的類和組件進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。再次采用CBA組件技術(shù)基于XP和VISUALC開發(fā)環(huán)境開發(fā)了面向模具的機(jī)器人制造單元原型系統(tǒng)并在某機(jī)器人制造單元上得以應(yīng)用驗(yàn)證了通訊方案和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性與可行性。最后本文對(duì)所做的研究工作和主要成果進(jìn)行了總結(jié)并對(duì)面向模具的機(jī)器人制造單元控制系統(tǒng)的進(jìn)一步研究提出了自己的設(shè)想。
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簡介:輕金屬成型在材料加工領(lǐng)域所占比重日益增大,其中壓鑄成型方法最為廣泛應(yīng)用。H13熱作模具鋼在長期工作過程中容易產(chǎn)生熱疲勞、熱融合等各種失效,為避免模具失效以及提高產(chǎn)品質(zhì)量,壓鑄模具內(nèi)表面的表面處理及改性則顯得尤為重要。本文對(duì)H13鋼表面的熱浸鍍鋁微弧氧化復(fù)合表面處理工藝作了介紹和研究。棒狀H13鋼試樣先被浸入到熔融純鋁液,鐵鋁反應(yīng)層隨之在鋁液與試樣表面形成。中間合金層的主要成分是FE2AL5,反應(yīng)層與試樣最外表面的純鋁層的厚度主要隨著浸鍍時(shí)間15~12MIN和浸鍍溫度710~760℃的變化而變化。在熱浸鍍鋁后的試樣外表面,形成了一層均勻分布的純鋁層,以此純鋁層為基體,進(jìn)行微弧氧化表面處理,電流密度為10ADM2,最終在試樣表面形成了多孔狀的微弧氧化陶瓷層。本文通過以下分析測試手段對(duì)熱浸鍍鋁微弧氧化復(fù)合表面處理H13試樣的微觀組織和力學(xué)性能進(jìn)行評(píng)估①通過SEM對(duì)熱浸鍍鋁試樣、微弧氧化試樣的截面進(jìn)行了觀察;復(fù)合表面處理層的結(jié)構(gòu)從外到內(nèi)依次為陶瓷層、純鋁層、FEAL合金層和基體層;并且通過SEM觀察發(fā)現(xiàn)陶瓷層表面呈多孔狀。通過SEMEDS對(duì)熱浸鍍鋁試樣、微弧氧化截面的元素成分變化進(jìn)行測定,表面陶瓷層中的O、SI元素主要來源于所用堿性微弧氧化電解液②通過XRD對(duì)熱浸鍍鋁試樣的表面層和中間相合金層的相組成進(jìn)行了判定,中間合金層的主要相為FE2AL5和少量FEAL3相。并且對(duì)微弧氧化陶瓷層則由ΓAL2O3相和ΑAL2O3相組成。③使用金相顯微鏡對(duì)熱浸鍍鋁試樣的涂層厚度進(jìn)行了測量發(fā)現(xiàn)隨著浸鍍時(shí)間和浸鍍溫度的增加,中間合金層的厚度呈增大趨勢,增加浸鍍溫度和時(shí)間更有利于鋁液中的AL原子和鋼基體中的FE相互擴(kuò)散并形成中間相化合物。④對(duì)熱浸鍍鋁微弧氧化復(fù)合層的截面進(jìn)行了微觀硬度的測定,表面陶瓷層的微觀硬度高達(dá)1700HV,遠(yuǎn)高于H13鋼基體的硬度600HV。⑤對(duì)熱浸鍍鋁表面進(jìn)行了普通陽極氧化試樣和微弧氧化試樣進(jìn)行熱疲勞性能測試,結(jié)果表明,微弧氧化陶瓷層的耐熱疲勞性能要明顯高于傳統(tǒng)陽極氧化的此性能。
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簡介:玻璃模具是生產(chǎn)玻璃器皿的關(guān)鍵性和易耗的部件其質(zhì)量對(duì)玻璃器皿的質(zhì)量與生產(chǎn)成本具有重要的影響。D型石墨合金灰鑄鐵和蠕墨鑄鐵因具有良好的抗氧化性和抗熱疲勞性能廣泛用于玻璃模具的制造但隨著玻璃成型機(jī)機(jī)速的提高和玻璃成分的多樣化模具在使用過程中易出現(xiàn)開裂和氧化影響了玻璃生產(chǎn)的效率。因此改善鑄鐵組織提高其抗氧化和抗熱疲勞性能對(duì)提高我國的玻璃模具制造水平和產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文分析了鑄鐵玻璃模具的裂紋失效機(jī)制研究了鑄鐵組織對(duì)裂紋萌生及擴(kuò)展的影響規(guī)律?;诹鸭y失效機(jī)制分析開展了鑄鐵熔煉、孕育處理及退火工藝試驗(yàn)改善D型石墨合金灰鑄鐵組織和性能。在該公司現(xiàn)有的RTM7蠕鐵玻璃模具的基礎(chǔ)上開發(fā)了中硅蠕鐵和中硅鉬蠕鐵玻璃模具材料。論文取得了如下研究結(jié)果模具內(nèi)腔裂紋的形成原因是由于組織中存在塊狀的碳化物和復(fù)合磷共晶在反復(fù)的受熱、冷卻過程中碳化物的溶解和析出造成較大的相變應(yīng)力。相變應(yīng)力與玻璃液的摩擦應(yīng)力疊加在晶界萌生裂紋并沿枝晶晶界擴(kuò)展。對(duì)D型石墨合金灰鑄鐵鐵水在1510℃1520℃熔煉、并靜置5MIN以上有利于提高鐵水的冶金質(zhì)量。采用003005WT%的RE二次孕育和0005001WT含BI孕育劑型內(nèi)孕育模具可獲得細(xì)小的D型石墨組織的均勻性明顯提高基體組織中的碳化物和磷共晶數(shù)量顯著降低。將D型石墨合金灰鑄鐵的高溫石墨化退火溫度由900℃910℃提高至930℃960℃增加720℃750℃石墨化保溫時(shí)間有利于得到全鐵素體基體、碳化物彌散細(xì)小的組織退火時(shí)間較原工藝縮短12H。采用RE二次孕育、型內(nèi)BI孕育和新的退火工藝模具組織的均勻性得到極大的改善模具服役情況良好。在蠕鐵玻璃模具方面改進(jìn)了公司原有的RTM7蠕鐵模具的化學(xué)成分將MN含量由05WT左右降至03WT以下顯著減少了組織中的晶間碳化物和珠光體數(shù)量通過強(qiáng)化孕育和冷鐵激冷提高了模具內(nèi)腔的球化率獲得球墨→球墨蠕墨→蠕墨的梯度石墨分布組織提高了模具的抗氧化和抗熱疲勞性能。成功開發(fā)了中硅蠕鐵和中硅鉬兩種新型蠕鐵玻璃模具材料由于兩種材料中提高了SI含量顯著提高了模具的抗氧化能力。中硅蠕鐵模具退火的平均硬度為188HB中硅鉬蠕鐵模具的平均硬度為208HB增加了模具的抗磨損能力。
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簡介:鍛壓生產(chǎn)在裝備制造業(yè)中占有舉足輕重的地位。鍛造過程中熱鍛模在高溫、高壓環(huán)境下連續(xù)工作模具型腔近表層受到周期性的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷作用導(dǎo)致熱鍛模使用壽命普遍偏低。近年來的研究中科研人員對(duì)鍛造成形過程關(guān)注較多而對(duì)模具本身所受負(fù)荷情況關(guān)注不夠。因此本文基于鍛造成形過程的數(shù)值模擬結(jié)果圍繞熱鍛模型腔近表層所受負(fù)荷展開研究主要從以下幾方面進(jìn)行分析1、熱鍛模型腔表面及近表層的物理場分析。通過分析不同鍛壓速度下熱鍛模在鍛靠結(jié)束后溫度場、熱應(yīng)力場、機(jī)械應(yīng)力場、綜合應(yīng)力場的分布情況及變化規(guī)律得到鍛造過程中熱影響區(qū)域僅在模具型腔表面以下2到3毫米的范圍。并隨鍛壓速度的降低模具型腔表面熱應(yīng)力值升高型腔近表層熱應(yīng)力影響區(qū)域增大模具所受機(jī)械應(yīng)力值降低整體機(jī)械應(yīng)力場呈梯度分布。模具綜合應(yīng)力是熱應(yīng)力與機(jī)械應(yīng)力按照各自應(yīng)力的方向進(jìn)行疊加的結(jié)果。2、不同鍛壓設(shè)備對(duì)熱鍛模所受負(fù)荷的影響。按載荷加載方式的不同選取三類典型鍛壓設(shè)備即沖擊型的鍛錘設(shè)備靜壓型的液壓機(jī)設(shè)備介于兩者之間的機(jī)械壓力機(jī)設(shè)備。三類設(shè)備一次鍛靠結(jié)束后對(duì)模具所受負(fù)荷的影響表現(xiàn)為鍛錘設(shè)備鍛壓時(shí)模具與鍛件接觸時(shí)間短模具所受負(fù)荷大小主要由機(jī)械負(fù)荷決定液壓機(jī)設(shè)備鍛壓時(shí)工件變形時(shí)間長模具所受負(fù)荷大小主要由熱負(fù)荷決定機(jī)械壓力機(jī)設(shè)備鍛壓時(shí)從模具所受負(fù)荷來看機(jī)械負(fù)荷仍然占主要地位。3、FGM結(jié)構(gòu)多層金屬熱鍛模的研究?;诠δ芴荻炔牧螰GM的設(shè)計(jì)思路構(gòu)建多層金屬熱鍛模有限元模型。并進(jìn)行有限元分析其中溫度場表明與均質(zhì)熱鍛模相比多層金屬熱鍛模能夠降低鍛壓生產(chǎn)過程中模具型腔表面的溫度峰值應(yīng)力場表明與均質(zhì)熱鍛模相比多層金屬熱鍛??梢杂行Ы档湾憠荷a(chǎn)中模具的等效應(yīng)力從而提高鍛模使用壽命。多層金屬熱鍛模層間應(yīng)力場分析表明FGM結(jié)構(gòu)熱鍛模的復(fù)合層設(shè)計(jì)至關(guān)重要如果材料物性參數(shù)連續(xù)變化多金屬模具材料的使用性能便可以得到充分發(fā)揮否則將會(huì)導(dǎo)致多金屬熱鍛模因?qū)娱g分離而過早失效。4、優(yōu)化工藝后熱鍛模使用壽命的預(yù)測。對(duì)均質(zhì)熱鍛模和長壽命金屬熱鍛模進(jìn)行了有限元磨損分析及模具磨損壽命的預(yù)測結(jié)果表明多層金屬熱鍛模的壽命可提高五倍。同時(shí)為多層金屬熱鍛模的壽命評(píng)估提供了新的手段。本文首先分析了熱鍛模在工作過程中所受負(fù)荷通過負(fù)荷分析了解鍛模在工作過程所受各種負(fù)荷的機(jī)理其次通過不同鍛造設(shè)備的加載方式判定影響鍛模失效的主要負(fù)荷方式最后通過研發(fā)新型模具改變模具的結(jié)構(gòu)和性能以提高熱鍛模使用壽命。
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簡介:射壓造型(DISA)線具有自動(dòng)化程度高、鑄件質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn),在我國得到了廣泛的應(yīng)用,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。但是目前DISA線模具的設(shè)計(jì)與制造周期過長,制約了企業(yè)的生產(chǎn)。為了縮短模具的設(shè)計(jì)與制造周期,提高廠家的市場競爭力,本文對(duì)DISA線模具的參數(shù)化設(shè)計(jì)、數(shù)控加工工藝和鑄造過程模擬進(jìn)行了研究,取得了以下一些成果。(1)基于UG軟件設(shè)計(jì)環(huán)境,提出了砂型模具全參數(shù)化設(shè)計(jì)流程。在模具設(shè)計(jì)過程中,利用WAVE功能實(shí)現(xiàn)了零件、鑄件、模具的全參數(shù)化設(shè)計(jì),方便了產(chǎn)品及模具的修改,提高了模具設(shè)計(jì)效率。(2)探討了泡沫模樣的雙面加工工藝,采用數(shù)控加工的泡沫模樣代替?zhèn)鹘y(tǒng)的木模來翻制模具模塊毛坯,提高了模具毛坯的翻制精度,減小了后續(xù)模具模塊的機(jī)械加工量。(3)利用UG軟件CAM模塊來編制加工程序,實(shí)現(xiàn)了模具CADCAM一體化,并針對(duì)DISA線模具的特點(diǎn),提出了DISA線模具模塊的最佳數(shù)控加工工藝,提高了模具模塊加工的效率,保證了模具精度及其表面質(zhì)量。(4)采用FLOW3D軟件對(duì)支架鑄件的充型過程的流動(dòng)場進(jìn)行了模擬,直觀的顯示了金屬液在砂型中的流動(dòng)情況,據(jù)此驗(yàn)證模塊設(shè)計(jì)的合理性。
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簡介:西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文利用磨屑開發(fā)冶煉一種新型模具鋼的試驗(yàn)研究姓名鐘慶文申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)鋼鐵冶金指導(dǎo)教師袁守謙19990301西安建筑科技大學(xué)THEEXPERIMENTIONSRESEACHOFTHEDEVELOPMENTTOMAKEANEWKINDOFDIESTEELUSINGH壇HSPEEDSTEELFILINGSOFGRINDINGSPECIALITYIRONANDSTEELMAKINGGRADUATESTUDENTTHONGQINGWENTUTORYUANGSHOUQIANABSTRACTMAKINGUSEOFPROCESSEDHIGHSPEEDSTEELFILINGSOFGRINDINGSOONIRONWITHOTHERSCRAPSADDEDTOINR返HTPROPORTIONANEWKINDOFDIESTEELUSEDASREFACTORYPRODUCTDIEHASBEENDEVELOPEDTHERECENTDEVELOPMENTOFPROCESSINGOFFILINGSOFGRINDINGANDTHEDIESTEELISDISCRABEDBEFORANEWSTEELSDES地NINGTHENEWDESIGNEDDIESTEELISPUTINTOEXPERIMENTITEXPERIMENTESMELTING一TRYHEAT一TREATMENTPERFORMANCETESTANDMETALOGRAPHTHEEXPERIMENTEDRESULTSSHOWSTHATRECOVERINGANDREUSINGTHEFILINGOFGRINDINGISFEASIBLEBYUSINGMGNETICSEPARATIONDIRECTREDUCTIONELECTRICFURNACEMELTINGANDTHENEWDIESTEELCANCOMPLETELYMEETTHENEEDSOFPERFORMANCEOFREFACTORYPRODUCTDIEKEYWOR山SFILINGSOFGRINGINGGRADEDEVELOPMENTDIESTEELRECOVERINGANDREUSING
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簡介:分類號(hào)UDC密級(jí)學(xué)位論文高溫合金葉片擠壓工藝過程模擬及模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化作者姓名吳昊指導(dǎo)教師孔祥偉教授東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士學(xué)科類別工學(xué)學(xué)科專業(yè)名稱機(jī)械設(shè)計(jì)及理論論文提交日期2014年6月論文答辯目期2014年6月學(xué)位授予日期2014年7月答辯委員會(huì)主席評(píng)閱人東北大學(xué)2014年6月獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明,所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的。論文中取得的研究成果除加以標(biāo)注和致謝的地方外,不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包括本人為獲得其他學(xué)位而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)己在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名關(guān)芝日期劫似多矽學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者和指導(dǎo)教師完全了解東北大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定即學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤,允許論文被查閱和借閱。本人同意東北大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索、交流。作者和導(dǎo)師同意網(wǎng)上交流的時(shí)間為作者獲得學(xué)位后半年口一年口一年半口兩年口學(xué)位論文作者簽名寰要導(dǎo)師簽名簽字EL期;2口14,莎西簽畢,6、鄉(xiāng)
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簡介:熱沖壓成形技術(shù)是一種將板料成形和冷卻淬火相結(jié)合的新型復(fù)雜成形技術(shù)。運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)將高強(qiáng)度鋼板加工成車身結(jié)構(gòu)件,既可以實(shí)現(xiàn)車身輕量化,又能保證汽車的安全性。熱沖壓成形件的強(qiáng)度主要取決于成形過程中奧氏體組織轉(zhuǎn)化為馬氏體組織的程度,而馬氏體轉(zhuǎn)化程度依賴于成形件的冷卻速度及冷卻均勻性,這勢必要求熱成形模具具備優(yōu)良的冷卻系統(tǒng)?;炫攀嚼鋮s系統(tǒng)采用型腔式水道、配合支撐柱進(jìn)行擾流,可以有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)成形件的快速均勻冷卻。因此,深入研究熱成形模具混排式冷卻系統(tǒng)的冷卻效果,對(duì)于加速混排式熱成形模具在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用,推動(dòng)汽車制造業(yè)的發(fā)展具有重要意義。依據(jù)傳熱學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)相關(guān)原理,兼顧模具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、數(shù)值模擬計(jì)算效率及計(jì)算精度,設(shè)計(jì)了混排式熱成形模具,確定了數(shù)值模擬方法及湍流模型。利用CFX流體分析軟件建立熱成形模具的有限元模型,對(duì)混排式熱成形模具保壓冷卻階段進(jìn)行了數(shù)值模擬。分析了工藝條件對(duì)成形件和模具的熱平衡狀態(tài)及溫度場分布的影響,得出了當(dāng)冷卻水流速為35MS、保壓時(shí)間為10S和保壓力為12MPA時(shí)模具冷卻效果最佳。以BR1500HS熱沖壓硼鋼板為試驗(yàn)材料,進(jìn)行了盒形件混排式冷卻系統(tǒng)的熱沖壓成形試驗(yàn),分析了冷卻水流速和保壓時(shí)間對(duì)模具冷卻效果的影響規(guī)律,驗(yàn)證仿真的可靠性和準(zhǔn)確性,結(jié)合仿真分析確定了合理工藝參數(shù),為混排式熱成形模具的推廣及其冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。
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簡介:本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,以提高擠壓模具的使用壽命為目的,分析了取自生產(chǎn)實(shí)際的報(bào)廢H13鋼鋁型材擠壓模具滲氮層的失效形式,圍繞H13擠壓模具鋼的熱處理、滲氮工藝和熱處理狀態(tài)對(duì)H13模具鋼滲氮層的影響等三個(gè)方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,并獲得如下主要結(jié)論1H13鋼擠壓模具失效分析。H13鋼熱擠壓模具滲氮層由于軟化、斷裂和塑性變形等導(dǎo)致和加速磨損而引起失效。2H13模具鋼的熱處理工藝優(yōu)化。H13鋼經(jīng)1050℃淬火后在560600℃的溫度下回火兩次,可使其硬度達(dá)到較佳的使用范圍(HRC4852),且韌性較好。3滲氮工藝對(duì)H13模具鋼滲氮層的影響。采用滲氮工藝1處理的H13模具鋼表面滲氮層厚度達(dá)024MM,其中白亮層厚度約10ΜM,表面硬度950HV(約67HRC),表面化合物層結(jié)構(gòu)致密。采用滲氮工藝2處理的H13模具鋼表面滲氮層厚度約為25ΜM,沒有白亮層,表面硬度為52HRC。經(jīng)過滲氮工藝2二次滲氮后的H13模具鋼表面滲氮層厚度未有增加,但模具表面形成了一層很薄的亮白氮化層,其厚度約為3ΜM,表面硬度為538HRC。4熱處理狀態(tài)對(duì)H13模具鋼滲氮層的影響。滲氮前后芯部硬度相差不大,但滲氮處理后芯部組織進(jìn)一步穩(wěn)定;經(jīng)“淬火十二次回火”和“淬火三次回火”的試樣滲氮后,滲氮層厚度均達(dá)到約024MM,致密化合物層厚度達(dá)10ΜM以上,表面硬度達(dá)950HV(約67HRC),且表面耐磨性較好。這兩種熱處理狀態(tài)下化合物層均由Ε相(FE2N)、Γ相和FE3O4構(gòu)成,擴(kuò)散層均出ΑFE、Ε相(FE3N)、CRN相和Γ相構(gòu)成,但各相含量有一定差別。而淬火態(tài)和“淬火一次回火”態(tài)滲氮試樣未能獲得具有足夠好綜合性能的滲層組織。綜合比較不同淬火加熱溫度,不同回火次數(shù)下H13模具鋼的組織和性能,不同滲氮工藝下H13模具鋼滲氮層的組織和性能,不同熱處理態(tài)滲氮H13模具鋼的化合物層及整個(gè)滲氮層厚度、滲氮層硬度及其向芯部的過度情況、滲層致密性及其缺陷和組織穩(wěn)定性,鋁型材擠壓模具用H13鋼的熱處理及滲氮處理工藝應(yīng)選用1050℃淬火,560600℃回火兩次(要求較嚴(yán)格的模具應(yīng)回火三次),穩(wěn)定滲氮階段溫度為540~570℃,滲氮時(shí)間12H,NH3分解率30~40%。
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簡介:模具是飛機(jī)鈑金零件成形的主要裝備,隨著航空航天工業(yè)的發(fā)展,對(duì)飛機(jī)鈑金零件成形模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量、設(shè)計(jì)周期等提出更高的要求,傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法已無法滿足要求。特別是拉深模具,其設(shè)計(jì)過程更加繁瑣,經(jīng)驗(yàn)依賴性較強(qiáng)。因此,運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具,實(shí)現(xiàn)拉深模具的快速化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),是模具工業(yè)面對(duì)需求多變的現(xiàn)代市場的發(fā)展方向之一。本文在上海飛機(jī)制造有限公司項(xiàng)目“大型客機(jī)鈑金精確成形模具快速設(shè)計(jì)與管理系統(tǒng)”的資助下,深入研究了相關(guān)技術(shù),開發(fā)了鈑金拉深模具快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)。本文主要研究內(nèi)容如下1分析對(duì)比了傳統(tǒng)拉深模具設(shè)計(jì)流程和現(xiàn)代模具CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程的異同。構(gòu)建了鈑金拉深模具快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體框架。2歸納了拉深模具的設(shè)計(jì)知識(shí)的類型,利用產(chǎn)生式規(guī)則、數(shù)據(jù)庫等形式實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)知識(shí)的表達(dá),并開發(fā)了知識(shí)管理模塊對(duì)知識(shí)進(jìn)行有效管理。實(shí)現(xiàn)了鈑金拉深模具基于知識(shí)的智能化設(shè)計(jì)。3對(duì)CATIA的兩種參數(shù)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了深入的研究。在此基礎(chǔ)上,解決了拉深模具快速設(shè)計(jì)的工作零部件的快速設(shè)計(jì)、拉深模具標(biāo)準(zhǔn)件庫的建庫、模具的自動(dòng)裝配等關(guān)鍵問題。4基于以上的理論研究成果,通過對(duì)CATIA的二次開發(fā),開發(fā)了鈑金拉深模具快速設(shè)計(jì)系統(tǒng),系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)管理、模具快速設(shè)計(jì)、工程繪圖等功能。該系統(tǒng)在很大程度上提高了鈑金拉深模具的設(shè)計(jì)效率。
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簡介:傳統(tǒng)的熱作模具鋼如5CRNIMO、4CR5MOSIV、4CR5MOSIV1或3CR2MOWVNI鋼雖然高溫下具有良好的機(jī)械性能,可是當(dāng)工作溫度超過600℃后,模具易產(chǎn)生熱磨損、冷熱疲勞和堆塌現(xiàn)象,尤其是模具上那些在工作中熱量集中且不易散發(fā)的部位更是如此,從而導(dǎo)致模具失效。對(duì)此,我們選用4CR2MOWVNI新型熱作模具材料進(jìn)行了熱處理工藝與性能的試驗(yàn)研究,以考核其熱模鍛壓力機(jī)對(duì)模具使用性能的影響。論文研究了熱處理工藝對(duì)4CR2MOWVNI新型熱作模具材料機(jī)械性能的影響,結(jié)果表明4CR2MOWVNI鋼的最佳熱處理工藝為1000±10℃油淬,590±10℃二次回火,壓力機(jī)模具使用硬度推薦為HRC42~49。4CR2MOWVNI鋼淬火得到的組織為板條馬氏體粒狀碳化物少量殘留奧氏體,回火后的組織為回火索氏體粒狀碳化物,且碳化物的分布細(xì)小均勻,其熱穩(wěn)定性和強(qiáng)韌性優(yōu)于H11鋼。用于制造壓力機(jī)CUMMINS連桿鍛模,其使用壽命比H11提高65%。論文還研究了4CR2MOWVNI鋼的離子滲氮工藝,并自行設(shè)計(jì)制造了一臺(tái)熱磨損實(shí)驗(yàn)機(jī),對(duì)不同熱處理?xiàng)l件下的4CR2MOWVNI鋼進(jìn)行熱磨損沖擊試驗(yàn),結(jié)果表明4CR2MOWVNI鋼離子滲氮的最佳工藝為保溫溫度520℃,保溫時(shí)間18小時(shí),總滲層深度為015~02MM。在相同處理?xiàng)l件下,無論試樣是否氮化,4CR2MOWVNI鋼的耐磨性都比H11鋼要高,磨損率降低50~122%。模具經(jīng)過離子滲氮后,可以顯著提高使用壽命,無論是4CR2MOWVNI鋼還是H11鋼氮化后模具壽命均提高50%左右。論文還對(duì)4CR2MOWVNI鋼用作康明斯連桿鍛模進(jìn)行了應(yīng)用研究,并對(duì)失效模具進(jìn)行了分析,結(jié)果表明無論模具是否經(jīng)過離子滲氮處理,其正常失效形式均為熱磨損。模具開裂的主要原因是組織中有嚴(yán)重的成分偏析和大量的硫化物夾雜。
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簡介:天津理工大學(xué)碩士學(xué)位論文組合模具智能化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)與研究姓名馬振申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)機(jī)械制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師靖穎怡201201ABSTRACT111ISARTICLEMAINLYINTRODUCEDTHETECHNOLOGYOFSOLIDWORKSSOFTWARESECONDDEVELOPMENTBASEDONVISUALCANDTHEMETHODSOFTHEINTELLIGENTDESIGNFORCOMBINATIONMOULDTHESYSTEMOFINTELLIGENTVIRTUALDESIGNFORCOMBINATIONMOULDTAKESTHEVIRTUALREALITYTECHNOLOGYINTOTHECADSORWARESYSTEMTHECOMPUTERTECHNOLOGYISCOMPREHENSIVEAPPLICATEDINMOULDDESIGNPRODUCTIONITFUSESTHESTYLIST’SEXPERIENCEWHICHWASACCUMULATEDINMANYYEARSWORKANDTHEBASICSTANDARDOFMOULDINDUSTRYINTOGETHERITWILLCHANGETHETRADITIONALMOLDDESIGNWAYANDGREATLYREDUCETHEBASICDIEDESIGNDIFFICULTYANDREDUCETHEWORKLOADOFSTYLISTINTHEDEVELOPMENTPROCESS,THEFIRSTSTEPSHOULDDETERMINETHESPECIFICFUNCTIONANDTHEGENERALTARGETOFTHESOLRARESYSTEM,MADEACOMPREHENSIVEANALYSISOFTHEFEASIBILITYSTUDYANDDEMANDBASEDONTHEREADINGOFLITERATUREANDRESEARCHFINALLYDETERMINETHEOVERALLPROGRAMOFTHEISSUETHROUGHTHEANALYSISANDINDUCTIONOFTHEEXISTINGDATATHEMATHEMATICALMODELANDTHEREASONINGMACHINEBASEONCPROGRAMMINGLANGUAGEISSETLLPANDUSEDFORTHESYSTEM’SLOGICREASONINGTHEMAINFUNCTIONSOFTHESYSTEMARECLASSIFIEDTOSEVERALFUNCTIONMODULESATLASTCOMPLETEPROGRAMIMERFACEANDCODEDESIGNWITHTHEAPPLICATIONOFVISUALCPROGRAMMINGTOOL,ANDREALIZEAPRACTICALAPPLICATIONSOFTWAREPROGRAMTHEINTELLIGENTDESIGNSYSTEMSOITWAREFORCOMBINATIONMOULDINUSEPROCESSSHOWSTHATTHECOMPUTERTECHNOLOGYISCOMPREHENSIVEAPPLICATEDINMOULDDESIGNPRODUCTIONTHESYSTEMHASALARGERDEVELOPMENTPROSPECT111ESYSTEMADAPTTOTHEMODERNVARIETYSMALLBATCHMOULDDESIGNITHASACONVENIENTHUMANCOMPUTERINTERACTIONMECHANISMCANGREATLYSIMPLIFIEDANDASCENSIONOFTHEDIEDESIGNLEVELKEYWORDSSOLIDWORKS,SENCODDEVELOPMENT,COMBINATIONMOULD,API,VISUALC,INTELLIGENTDESIGN,AUTOMATICASSEMBLY
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