基于响应面法的蓄能器壳体工艺优化

为消除蓄能器壳体在冷挤压过程中的表面皱纹，提高表面质量，降低零件的成型载荷，课题组对原有的工艺方案进行改进，提出了一种新的成型工艺方案。方案的第1道工序为反挤压制胚；第2道冷挤压工序改为温挤压工序进行减径成型，以提高金属在成型过程中的流动性。采用响应面优化法对第2道温挤压工序进行实验分析，并找到最佳的工艺参数，即坯料加热温度为792 ℃、模具预热温度为292 ℃、液压机下压速度为18 mm/s。结合DEFORM数值模拟的结果，进行实际的工艺验证，获得了合格的零件，为同类型零件提供参考，对实际生产实践具有一定的参考意义。     

铬钼钢无缝储氢容器旋压工艺研究

针对储氢用无缝容器由于设计压力较高和壁厚较大而导致旋压成型困难的问题，课题组采用ABAQUS建立了无缝容器多道次热旋压数值计算模型，探讨了热旋压过程中应力应变演化规律以及厚度的影响。针对壁厚较厚的无缝储氢容器，分析了进给量、圆角半径和温度对旋压过程的影响规律，并提出了优化建议。研究表明：随着厚度增加，容器成型后等效塑性应变增加，成型难度加大；适当减少进给量、增加旋轮圆角半径或提高温度均有利于厚壁容器旋压成型。最终得到了50 MPa储氢容器的热旋压工艺参数，即进给量10 mm，旋轮圆角半径50~60 mm，温度1 100 ℃，为实际生产提供了参考。     

基于多指标正交试验设计的SLS快速成型工艺参数优化

为提高SLS成型系统堆积方向微细结构的制作质量,以过度烧结深度、烧结密度和Z向尺寸偏差为优化指标,采用多指标的正交试验设计方法,通过极差分析法,讨论激光功率、预热温度、激光扫描速度、分层厚度等成型工艺参数对试件质量的影响,利用综合平衡法确定了最优工艺参数组合。试验结果表明：激光功率选取16 W,预热温度选取98℃,激光扫描速度选取3 m/s,分层厚度选取0.15 mm时,试件的制作质量为最优。试验结果有助于SLS快速成型系统提高堆积方向微细结构的制作质量。     

PS挤出胀大现象的实验研究

本文利用恒速式毛细管流变仪对PS熔体在不同长径比的管模与不同宽高比的缝模中进行了挤出实验,绘制了剪切速率、长径比、宽高比等与膨胀比的关系曲线,分析了挤出胀大的影响因素.结果表明PS的挤出胀大现象较显著,而且实验结果对PS在挤出成型中工艺参数的确定和口模设计有一定的指导意义.     

高速胶乳分离机转鼓体结构优化

针对高速胶乳离心机转鼓体受载大,应力分布不均,局部应力值大等问题,运用多目标优化设计方法,改善其结 构及应力分布。建立转鼓有限元计算模型,分析转鼓的受力和约束条件,得到转鼓体的应力和应变云图;以转鼓体外径 R1、高度H1、筒体壁厚D1和底面厚度D2作为目标参数,进行结构优化。优化结果：R1,H1和D1分别减少了4.180, 3. 640,2.353 mm,D2增加了1.518 mm;最大等效应力减小了21.09 MPa,下降率为4.29%,最大局部应力减小;总质量减 小了1. 042 kg,下降率为5.85%;最大变形量相对减小0.001 35 mm,下降率为0.65%,基本达到了优化目标。研究结果 及分析方法对碟式分离机结构优化具有参考价值和借鉴意义。     

通用挤出型食品3D打印机的设计

为了解决当下专用食品3D打印机可打印食材种类单一的问题，课题组设计了一款可打印巧克力和面点类的通用挤出型食品3D打印机。通过SolidWorks软件设计了笛卡尔坐标系形式的机械结构，并对其滚珠丝杠螺母传动机构进行了分析计算，详细介绍了其选型过程。通过气压供料、活塞挤出的方式，实现了打印喷头的连续供料功能。针对巧克力类熔融挤出低温冷却及面点类常温挤出加热熟化的食材成型特性，设计了可实现制冷和加热切换的恒温打印平台温控系统，实现了食品3D打印成型的通用性。研究结果表明该型食品3D打印机能以连续性供料的方式打印巧克力及面点类食品，顺应了多功能发展的理念。所设计的食品3D打印机可以完成一机多用的个性化食品打印，具有一定的实用价值。     

二次风对骨料烘干煤粉燃烧器的影响分析

合理的参数选择是提高煤粉燃烧效率的关键。针对特定的煤粉燃烧器内部动力场,建立合理的数学模型,对其进行数值仿真,分析二次风的风速及旋流强度对温度场、燃烧率、平均混合物分数、CO质量分数的影响,其结果与燃烧理论有较好的一致性。进而得出二次风速度的合理取值范围为50m/s~60m/s,二次风旋流强度的合理取值范围为0.25~0.75,为煤粉燃烧的有效控制提供了理论基础。     

双偏心曲柄摆剪的运动学分析

为了研究450 t双偏心曲柄摆式飞剪剪切过程的运动规律,应用三维建模软件Solidworks建立的摆剪各主要部件的实体模型并装配,而后进行运动学仿真。研究了剪刃的运动轨迹,重点对上下剪刃的速度和轧件速度的匹配情况进行分析,找到了双偏心主轴初始相位角的合理值;详细分析了剪切过程。分析发现:当双偏心轴的启动相位角为45°时,在0.472 5~0.577 5 s内,剪刃的水平速度大于轧件速度且垂直速度最大;剪切过程在该区间内完成,0.485 s时剪切开始,0.535 s时剪刃间隙为0。     

带法兰盘的阶梯轴冷镦挤成形工艺研究

为了研究法兰盘阶梯轴零件成形过程,确定其合理的工艺方案,课题组运用Deform 3D软件对带法兰盘阶梯轴零件镦挤过程进行数值模拟。通过模拟结果对初定工艺方案进行分析,确定了3步成形工艺,并对该工艺进行改进。基于正交试验对改进工艺进行优化,综合模具载荷、折叠角大小和分布及应力分布等因素,确定了最佳的工艺方案。结果表明：采用3步成形工艺时,对法兰盘进行2步镦粗成形,即采用挤压法兰盘1次镦粗 法兰盘2次镦粗成形工艺,该工艺可有效降低模具载荷、折叠角的角度和面积及零件应力;且当压力机工作速度为5 mm/s,法兰盘拐角处模具圆角半径为5 mm,摩擦因数为0.05时,工件成形质量较优。通过实际生产获得了表面质量良好的法兰盘阶梯轴零件。     

3D鱼糜打印机结构设计及样机研制

针对目前加工鱼糜精细食品存在成型困难和成本昂贵等问题,提出了3D鱼糜打印机。打印机的支撑平台顶面和底面采用等边三角形结构,并以3根铝型材与之相连,整体呈三棱柱形状;通过同步带传动加直线导轨将步进电机的旋转运动转化为与并联臂相连接的滑块运动,带动打印平台移动;通过螺杆和铜螺母配合将步进电机的旋转运动转换为直线运动,由铜螺母相连接的压块向下运动从而压缩活塞,实现物料的挤出。通过3D鱼糜打印机样机的试制表明：所设计的3D鱼糜打印机结构简单,制造成本低,可打印出精细的鲍鱼和鲅鱼等实体模型。