数值模拟、快速成形及模具制造集成化的研究——结合连杆成形

摘要

模具工业作为制造业的重要组成部分，具有生产效率高、产品质量好、节约能源和原材料以及成本低等一系列优点，集中体现了现代先进制造技术实现优质、高效、低耗、清洁生产的思想。然而模具的设计与制造是一个多环节、多反复的复杂过程。模具结构随着产品的不同而变化，模具型面的几何形状复杂，模具的生产方式为单件的或小批量的，大量生产模具的情况极为少见。由于在实际制造和检测前，很难保证产品在成型过程中每一个阶段的性能，所以长期以来模具设计大都是凭经验或使用传统的CAD进行的。要设计和制造出一副适用的模具往往需要经过由设计、制造到试模、修模的多次反复，致使模具制作的周期长、成本高，甚至可能造成模具的报废，难以适应快速增长的市场需要。为了适应现代市场的要求，模具工业正广泛应用现代先进制造技术来加速模具工业的技术进步，满足各行各业对模具这一基础工艺装备的迫切需求。 本论文旨在将逆向工程(RE)，CAD/CAM，CAE及快速成形(RP)等先进制造技术集成应用于模具制造中。由于目前的RE、CAD/CAM、CAE及RP系统各自为营，不能很好的实现各系统之间的信息集成，故较难在模具制造中实现多个系统的综合应用。因此本论文着重研究了CAD/CAM系统和RE系统的集成、CAD/CAM系统和CAE系统的集成及CAD/CAM系统和RP系统的集成。通过中间数据转换方式实现不同系统之间的集成，从而建立一个完整的用于模具制造的集成系统。集成系统在模具制造中应用的主要步骤为：工件逆向数据扫描，点云数据处理，工件三维模型生成，工件模具设计，工件在模具中成形过程的数值模拟，根据模拟结果优化模具，优化后的模具分层切片处理，模具快速成形，模具NC工步代码生成,模具数控加工。论文通过汽车连杆为实例验证该集成系统的实用性。在连杆模具设计的时候，根据宋玉泉教授专利“汽车连杆辊压塑性精成形工艺及装置”的思想，设计四道辊压模具。经数值模拟所得，这四道辊压模具能较好的实现汽车连杆的辊压塑性精成形，并用快速成形加工出四道辊压模具的样件。连杆模具设计的集成化方法与连杆模具设计的传统工艺方法比较得出，采用该集成系统进行连杆模具设计开发，能有效的缩短模具开发周期，降低成本，改善连杆的成形精度和使用寿命。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2模具制造集成化相关技术

1.2.1逆向工程技术

1.2.2模具CAD/CAM系统

1.2.3 CAE系统

1.2.4快速成形技术

1.3模具制造集成化的意义和方法

1.3.1集成化的意义

1.3.2集成化的方法

1.4本课题的相关内容

第二章各系统的技术要点

2.1 RE的技术要点

2.2 CAD/CAM的技术要点

2.3 CAE的技术要点

2.4 RP的技术要点

2.5本章小结

第三章集成系统的建立

3.1 RE系统的选择

3.1.1 RE系统的硬件选择

3.1.2 RE系统的软件选择

3.2 CAD/CAM系统的选择

3.3 CAE系统的选择

3.4 RP系统的选择

3.4.1 RP系统的硬件选择

3.4.2 RP系统的软件选择

3.5 RE系统与CAD/CAM系统的集成

3.6 CAE系统与CAD/CAM系统的集成

3.7 RP系统与CAD/CAM系统的集成

3.7.1利用中间文件格式切片

3.7.2直接切片

3.8集成系统的建立

第四章集成系统在连杆成形中的应用

4.1模型的建立

4.1.1连杆CAD模型的建立

4.1.2连杆模具CAD模型的建立

4.2数值模拟优化模型

4.3模具加工

4.4集成系统应用小结

第五章全文小结

参考文献

致谢

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