基于神经网络的法兰轴冷挤压成型工艺优化

为研究冷挤压成型工艺参数对法兰轴成型质量的影响，解决法兰轴成型时法兰盘填充不满和阶梯轴肩的折叠缺陷问题，课题组设计3因素3水平正交实验进行研究。采用3层拓扑结构，以凸模挤压速度、模具与坯料之间的摩擦因数、阶梯轴处圆角半径为输入层神经元，以折叠角和成型载荷为输出层神经元构建法兰轴冷挤压成型工艺优化神经网络模型。研究结果表明该模型的预测性能较好，精度较高。通过生产验证出优化后的工艺方案可有效解决法兰轴充填不满和折叠缺陷，为解决多变量多响应复杂的多元非线性工程问题提供了参考。     

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。     

挤压成型零件表面处理一体化装置

用于挤压成型的传统润滑剂制备与涂层制备工艺的工序复杂且工时较长,存在无法进行滤油工作,易把杂质带入模具内部而损伤模具的情况,以及生产效率低、润滑效果差和生产成本高等问题,课题组基于SolidWorks 2016三维软件设计了一套集热处理、润滑剂制备、润滑剂二次处理及零件调运与表面润滑处理于一体的综合性实验装置。通过过滤池实现对润滑剂碎渣的粉碎及循环过滤使用;设计了零件起吊装置以实现处理过程中零件的转移。利用UMT 3型多功能摩擦磨损试验机,对传统润滑剂制备工艺和涂层制备工艺与课题组所设计装置的试样进行摩擦学测试,结果表明新装置的平均摩擦因数减小7.3%;[JP2]利用VHX 600K型超景深显微镜对磨损表面形貌进行观察与分析,验证了挤压成型零件表面处理一体化装置具有良好的润滑效果。新润滑装置的设计合理、有效,满足当下零件表面润滑工艺的实际生产需要。     

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。     

基于数值模拟的汽车差速器齿轮冷挤压工艺方案

针对汽车差速器齿轮冷挤压成形缺陷问题,应用有限元软件Deform-3D再现其挤压过程,通过观察金属的流动情况,分析了齿形缺陷产生的原因,提出了模具齿形型腔小端轴向分流挤压成形工艺。数值模拟结果显示:采用该冷挤压成形工艺可以避免齿顶"缺肉"的问题。研究了凸模球面直径、入模半角、分流口台阶厚度对齿轮成形的影响规律,获得了最优工艺参数。工艺试验结果证明:轴向分流挤压成形方案及优化后的工艺参数能有效降低成形力,节省材料,提高成形质量。     

基于DEFORM-3D的筒形件冷挤压成形数值模拟

相对于传统切削加工方法,采用冷挤压工艺成形的筒形件可降低能耗、提高材料的利用率。采用DEFORM-3D有限元软件模拟分析了筒形件在挤压成形中金属流动的规律、等效应力、等效应变、最大主应力以及加载载荷等。研究结果表明:该筒形件挤压分为正挤压和反挤压2个阶段,整个挤压过程中模具载荷先平稳升高,然后急剧上升,最后阶段缓慢波动下降,所需最大成形力约为4 570 k N。生产验证表明,试制产品与模拟结果一致性较好,简化了加工工序,可以大大提高生产效率。     

飞机支线架注塑成型缺陷分析和多目标优化

课题组以飞机支线架注塑成型过程中的熔接痕和气泡为优化目标，通过浇口位置寻优和更改浇口形式，消除了塑件成型过程中在浇口附近产生的熔接痕和气泡缺陷，同时发现了熔接痕和气泡在塑件成型过程中位置和形状的一致性；将浇口直径、模具温度、熔体温度、注射时间、V/P转换体积和保压压力作为工艺参数进行正交试验。通过工艺参数寻优，对熔接痕和气泡缺陷进行多目标优化，发现浇口直径对熔接痕和气泡的影响度较大，并得到最佳工艺参数组合为：模具温度60 ℃，熔体温度245 ℃，注射时间5 s，V/P转换体积99%，保压压力245 MPa，浇口直径1 mm。同时发现熔接痕和气泡在受工艺参数影响方面具有一致性，证明了熔接痕和气泡在形成机理、成形位置和形状、受工艺参数影响度的一致性。最终结果是熔接痕长度减少了35.66%，气泡面积缩小了26.74%。浇注系统和工艺参数优化2方面因素，为今后对熔接痕和气泡缺陷研究，以及工程生产中消除熔接痕和气泡缺陷提供了参考。     

A356铝合金飞轮壳挤压铸造工艺参数优化

为探究最优的A356铝合金飞轮壳挤压铸造工艺参数组合，课题组研究了运用铸造数值模拟仿真、建立遗传算法优化后的BP神经网络及粒子群算法，以最小缩松缩孔缺陷体积作为优化目标，对浇铸温度、模具预热温度、比压和保压时间4个参数进行优化。结果表明：优化的工艺参数组合为浇注温度676.2 ℃，模具预热温度280 ℃，比压66.5 MPa，保压时间40 s 。优化后参数组合能够有效提高铸件成形质量及力学性能。     

薄壁深锥形件的冲压成型工艺

薄壁深锥形件的拉深属于复杂零件的拉深,为了解决该类型零件在引深过程中易出现的变薄、拉裂和疲劳现象,以及材料难以流动等问题,通过对锥面依次成型工艺的研究,采用了锥面一次成型法,制定完整的工艺方案及模具结构,经实践证明是行之有效的。对类似零件成型时出现的失稳、起皱和开裂现象具有一定的借鉴意义。     

陶瓷零件快速成型机辅料台的改进

基于层合速凝技术的陶瓷零件快速成型机,在陶瓷零件的层分加工过程中,铺料台的变形和平稳性,影响着零件 的成型精度和表面质量,针对快速成型机的铺料台,利用Workbenc:h的静力学分析,得到运动过程中铺料台的变形和应 力,以此来分析判断铺料台升降装置结构设计的合理性,及对陶瓷零件成型工艺造成的影响。通过将铺料台改进设计为 加强筋结构,通过分析可知铺料台的变形和应力明显减小,提高了陶瓷零件的成型精度和表面质量,满足了成型工艺的 要求。     

电机法兰盘镶铸过程数值模拟及工艺参数优化

针对铝合金法兰盘镶铸件中出现的较大缩孔、疏松现象，用ProCAST软件对其进行了数值分析，重新设计了镶铸工艺中的浇铸系统，并再次用ProCAST进行模拟，此时缩孔及疏松明显变少。采用正交试验法，优化了镶铸工艺参数，得出在浇铸温度为660 ℃、浇口速度为35 m/s及模具预热温度为180 ℃时，法兰盘内部的缩孔、疏松现象最少，工件质量最佳。实际生产表明，在新的浇注系统和工艺参数条件下，产品质量明显提高，且与模拟结果较为吻合。     

不锈钢火花塞护套冷挤压工艺改进

针对火花塞护套冷挤压过程中由于压余料过小出现的缺肉以及充型不满问题,采用DEFORM-3D软件对不锈钢 火花塞护套冷挤压工艺进行数值模拟分析,通过修改下冲头圆角来使金属在保证足够压余料下充满型腔并降低模具栽 荷,从而确保生产出更合理的产品。模拟结果表明,将下冲头的圆角改为R为2．O mm时既能确保了足够压余料5.62 mm情况下最终工序充满型腔,也降低了模具的应力,减少了原材料的浪费,降低了生产成本。     

TC4钛合金自由锻过程相变模拟与工艺分析

为了揭示TC4钛合金自由锻过程中相的演变规律，课题组建立了TC4钛合金的相变模型，对其成形工艺进行数值模拟，并利用平均值和标准差值作为评价指标，对模拟结果进行分析。结果显示：温度在700 ℃左右时，α相开始向β相发生转变，当达到1 000 ℃后，转变率达到100.0%直至加热结束；镦粗的最佳高径比为2.5，锻件对应的平行边距D=410 mm；锻件与模具接触处形成温度骤降区，首先发生β相到α+β相的转变，2相占比平均值呈相反演变趋势，标准差值为相同演变趋势。基于模拟的锻造工艺，能够有效地缩短试验周期，提高产品合格率，本研究为大型钛合金自由锻工艺提供了参考。     

瓶坯成型工艺分析与注射模设计

使用Moldflow软件分析了一模两腔PET/PEN瓶坯热流道注射模注射成型过程,直观地模拟出塑料成型的充填、流动及冷却过程。[HTK]预测PET/PEN瓶坯成型过程中可能出现的缺陷,优化冷却水道直径、布局和浇注系统尺寸,提出优化注射方案,对优化后方案进行可行性模拟,预测和解决PET/PEN瓶坯设计、模具设计及成型过程中存在的缺陷,具有快速、准确、方便、高效等优势,可以缩短模具制造周期,降低成本,提高生产效率。     

制造型腔模具的温挤压工艺

本文阐述了用温挤压工艺制造内六方形腔模的方法，列举了模具在挤压过程中出现的一些主要缺陷，分析了原因，给出了解决问题的措施。     

基于SLS技术的非均质材料零件成型研究

基于SLS成型的非均质材料零件是一种变密度材料零件。预热温度和激光能量是影响SLS成型零件烧结密度的主要因素。通过实验调整预热温度和激光能量的参数,然后用MATALB对实验数据进行分析处理,得到烧结密度数学模型,达到对基于SLS成型的非均质材料零件烧结密度进行控制的目的。     

陶瓷零件快速成型机的改进设计

在层和速凝技术原理的基础上，研制出一种适合陶瓷零件的快速成型设备，但该设备存在刚性不足，变形较大等 问题，为了解决该问题，对铺料台升降装置进行了改进，将铺料台单边支撑改为中间对称支撑方式，改进后的陶瓷零件快 速成型机加强了运行的可靠性和平稳性。在此基础上对设备的的特点、技术参数和适用范围进行了说明，并以制备 95A1203陶瓷凸轮件为例，对成型过程进行了实验，得到成型样品，在电镜下进行SEM测试，结果表明：烧结后样品层间 无分层迹象，说明样品已经烧结为一体，材料黏合程度符合要求；与传统陶瓷零件成型设备相比，新型陶瓷件快速成型机 提高了加工效率，降低了生产成本，达到了经济实用的目的。     

汽车侧围外板尾翼拉延成型工艺改善研究

为解决汽车侧围外板尾翼在拉延成型后出现起皱和开裂的问题，设计了3种造型方案.通过造型设计分析及Autoform模拟，对比3种方案，对原工艺进行整改和优化，得到了抬高造型台阶面的最优造型方案.该方案能改善进料速度、增加材料流动性，有效地消除开裂、起皱的缺陷，对同类和其他类似产品的冲压工艺设计具有参考意义.     

基于3D打印模具和凝胶注模成型的多孔氧化铝陶瓷成型工艺

针对传统方法难以成型复杂结构多孔陶瓷，且模具制作周期长、成本高等问题，课题组研究了基于3D打印模具和凝胶注模成型的多孔陶瓷材料的成型工艺。在使用光固化成型技术制作高精度规则树脂模具的基础上，优化凝胶注模工艺所需的低黏度、高固含量氧化铝陶瓷浆料，借助真空加压工艺成型氧化铝陶瓷坯件，以此实现复杂结构多孔陶瓷零件的净成形；针对工艺中陶瓷浆料在复杂结构中的充型问题，研究了浆料pH值、分散剂用量、真空加压工艺对陶瓷成型的影响，测试了坯体气孔率、抗压强度等参数。结果表明：在pH值为9、分散剂质量分数为0.4%、真空加压90 min条件下,能够制备出体积分数为52%的氧化铝陶瓷，气孔率为51.5%，抗压强度为40.1 MPa。使用该工艺制备的陶瓷材料结构完整、表面光洁，可以作为制备复杂结构多孔陶瓷部件的工艺。     

美洛昔康滴丸成型工艺研究

目的优选美洛昔康滴丸最佳成型工艺。方法对基质、冷凝液的选择采用单因素试验法进行研究;对滴制工艺的选择采用正交试验法,以丸重RSD和圆整度为考察指标,对滴制温度、滴制距离、冷凝剂温度和冷凝剂高度等因素进行研究。结果以PEG6000为基质,以液体石蜡为冷凝剂,美洛昔康与PEG6000以1∶7的比例混合,80 ℃保温滴于高度60 cm以上、温度5 ℃的冷凝剂中,滴距8 cm。结论以该工艺制备的美洛昔康滴丸成型性与质量均较好。