基于試驗設(shè)計和三維數(shù)值模擬的多工位鍛造優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、多工位鍛造屬于少、無切削的金屬塑性加工工藝，可以克服傳統(tǒng)冷/熱鍛造工藝存在的設(shè)備占用多、需要工序間熱處理等問題，提高生產(chǎn)效率，降低能耗，提高鍛件成形質(zhì)量，是鍛造成形工藝發(fā)展的一個重要方向。工藝及模具設(shè)計是鍛件產(chǎn)品開發(fā)的核心環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到最終產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、生產(chǎn)效率、模具壽命和成形設(shè)備。在激烈的競爭和全球化市場的環(huán)境下，提高鍛造成形工藝及模具設(shè)計的水平，提高設(shè)計集成化、系統(tǒng)化和智能化程度，實現(xiàn)整個設(shè)計過程由經(jīng)驗設(shè)計向科學設(shè)計的飛躍是研

2、究人員長期追求的目標。為適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)對鍛模開發(fā)的短周期、高質(zhì)量、低成本要求，將先進的設(shè)計理論與方法以及智能設(shè)計技術(shù)、塑性有限元理論及設(shè)計優(yōu)化技術(shù)引入傳統(tǒng)的熱鍛成形工藝設(shè)計過程是鍛模設(shè)計領(lǐng)域的必然趨勢。 本文研究內(nèi)容主要有以下幾方面：研究試驗設(shè)計技術(shù)、有限元和優(yōu)化技術(shù)結(jié)合的多工位鍛造優(yōu)化系統(tǒng)，利用近似模型對多工位鍛造零件關(guān)鍵尺寸進行建模，對其幾何尺寸進行優(yōu)化；將Taguchi和拉丁超立方法相結(jié)合的試驗設(shè)計方法應(yīng)用于多工位鍛造工藝優(yōu)

3、化，以提高優(yōu)化效率；對CAD/CAE集成技術(shù)進行深入研究。 根據(jù)多工位鍛造工藝特點，設(shè)計了該工藝設(shè)計優(yōu)化系統(tǒng)，對各系統(tǒng)模塊的功能以及相互之間數(shù)據(jù)流信息的傳遞情況進行了探討，并結(jié)合試驗設(shè)計、近似建模、數(shù)學優(yōu)化等各種方法技術(shù)，使用VC與各種軟件的接口技術(shù)（UG Open/API，Office Excel 2003，DEFORM3D文本模式，Matlab M文件動態(tài)鏈接庫等接口技術(shù)），來實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)。 以小齒輪零件為例，取