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簡介:本文利用“NADEZHDA2”型強流脈沖電子束裝置處理模具鋼SKD11,分析強流脈沖電子束處理產生的表面形貌和微觀組織變化及其對材料表面性能的影響,以提高其使用壽命。研究表明,模具鋼SKD11富集CRFEVC3型碳化物,它與材料基體的熱物理性能存在顯著差異,強流脈沖電子束處理會引發(fā)碳化物的熔體噴發(fā),這是處理該材料時形成表面熔坑的主要原因。經強流脈沖電子束不同工藝參數處理,樣品表面的熔坑分布呈現以下規(guī)律在相同加速電壓下,熔坑面密度隨脈沖處理次數的增加而減少,而熔坑平均尺寸呈現先隨脈沖次數增加到最大值而后減小的趨勢;對于相同處理次數時,使用高加速電壓的樣品表面形成的熔坑面密度較低,而且要比低電壓更快的進入到平穩(wěn)階段。表面粗糙度呈現隨脈沖次數增加而降低的現象。在強流脈沖電子束處理時,SKD11樣品表層碳化物經過熔坑噴發(fā)和液相溶解擴散等過程,原始形態(tài)各異、顆粒粗大、分布不均勻的碳化物會變得圓潤、細小、分布均勻;表面的CR、C元素成分均勻化。此外,基體鐵素體組織被瞬時加熱到奧氏體溫度以上,在極快速冷卻時,高溫態(tài)的奧氏體組織會保留到常溫狀態(tài),并且冷卻時碳化物固溶于奧氏體中,形成高奧氏體含量的重熔組織;隨著脈沖次數的增加,鐵素體和碳化物含量不斷降低,而奧氏體的含量逐步增加;經15次脈沖轟擊后,奧氏體的含量達到最大,鐵素體完全轉化成奧氏體;使用更多脈沖次數處理時,由于多脈沖的熱量累積導致熱影響區(qū)的溫度與表層相差不大,使表層冷卻速度減慢,鐵素體得以再次析出,而奧氏體含量也會相應地降低。表面形貌和微觀組織變化使得材料表面性能呈現以下變化處理樣品表面硬度較原始樣品有所降低,且隨著脈沖次數的增加先降低再回升;而耐磨性和耐腐蝕性能將隨著脈沖次數的增加先增加后降低性能變化趨勢的極值均對應于強流脈沖電子束轟擊15次的樣品。
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簡介:為滿足模具發(fā)展需要模具材料行業(yè)推出了諸多的新鋼種。含氮模具鋼就是因這種需要而開發(fā)的氮元素的添加使得材料的韌性和耐腐蝕性等得到改善同時也使得這種材料的機械加工變得困難而電火花加工就是就是解決這一困難較有效的加工方法。但用常規(guī)電火花加工方法進行加工時有時精修會顯得比較困難甚至還會產生一些加工表面缺陷如表面空穴、裂紋、氣孔等。同時精修困難會導致加工速度、電極損耗以及加工表面質量發(fā)生變化從而影響加工成本、尺寸精度以及表面精度。另一方面表面缺陷會使模具材料在使用過程中產生應力集中而斷裂、失效等嚴重影響材料使用壽命。因此研究含氮模具鋼的電火花加工特性以及表面缺陷十分有必要。本文主要通過實驗方法來研究含氮模具鋼的電火花加工特性并分別討論了峰值電流、脈沖寬度、電容以及氮元素與其它合金元素的結合對加工表面裂紋和氣孔的影響。研究結果表明模具鋼中含氮量越高加工速度越高、電極損耗越小、加工表面粗糙度越大鉻元素容易使電火花加工表面出現裂紋模具鋼中同時存在氮、鉻元素時加工表面裂紋會增多同時存在氮、鉬元素時加工表面裂紋會減少在本文給定實驗條件下氣孔只在含氮模具鋼材料加工表面出現且材料含氮量越高加工表面氣孔越多在精微加工時電容C值越大加工表面裂紋及氣孔越多。
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簡介:注射成型和沖壓成型在整個制造業(yè)的生產中占有十分重要的地位。據估計,注射成型的制品約占所有模具塑料制品總產量的三分之一,注射模約占塑料成型模具數量的二分之一以上。而沖壓模具在模具工業(yè)的總產值中約占50%,注模和沖壓模在模具工業(yè)中的重要性顯而易見?,F在,注塑模和沖壓模具設計和制造中的傳統(tǒng)方法早已滿足不了現代生產發(fā)展的需要。為了贏得競爭、占有市場、可持續(xù)發(fā)展,模具生產必須變革傳統(tǒng)的生產方法,引進新技術、新思維。在計算機技術日益發(fā)達的今天,將計算機運用于注塑模具和沖壓模具設計以及制造業(yè)中已迫在眉睫。本文主要研究工作及成果如下1本文具體地闡述了模具CADCAMCAE的技術特點以及先進制造模式在模具行業(yè)中的應用,在分析了國際、國內模具CADCAMCAE的研究現狀和發(fā)展趨勢的基礎上,提出以計算機應用技術為手段的輔助模具設計的新方法。2主要針對注塑模,沖壓模中的沖裁成型、彎曲成型、拉深成型及其他成型等常見的成型方式進行了分析研究,以達到將注塑模和沖壓模設計過程智能化。3在熟悉注塑模和沖壓模設計基本知識的基礎上,對系統(tǒng)進行分析并設計出系統(tǒng)的總體框架,了解系統(tǒng)需要實現的功能,選擇DELPHI作為程序設計語言和網絡數據庫SOLSERVER2000作為數據庫建立的工具。分析論述了應用程序開發(fā)工具DELPHI和SQLSERVER2000的關鍵技術。4通過對系統(tǒng)體系結構和功能模塊具體分析,對系統(tǒng)進行了功能設計,劃分了系統(tǒng)功能模塊。分析了設計過程中所涉及到的具體內容,建立了系統(tǒng)的設計框架模型。并設計了相對應的數據庫系統(tǒng)。5運用DELPHI語言編程功能,設計實現了系統(tǒng)的登錄模塊,注塑模設計模塊,包括排氣系統(tǒng)的設計、脫模機構的設計、溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計、成型零部件設計等;沖壓模設計模塊包括沖裁成型模具設計、彎曲成型模具設計、拉深成型模具設計、其他成型模具設計等。以及對其產品的相關信息管理和報表打印功能模塊進行了開發(fā)研究。6在網絡數據庫SQLSERVER2000上建立了注塑模具與沖壓模具設計過程中需查詢的參數表及主要設計結構說明信息表。7用戶利用本系統(tǒng)進行注塑模和沖壓模設計時,可以方便、準確、快速地查詢和計算出所有設計參數。在模具設計過程中還可以修改或增加新的內容來完善參數表中的內容,使軟件具有成長性,極大限度的利用已有的知識和以往設計經驗,避免重復勞動,進一步加快了對新模具進行設計。它是模具設計智能化、快速化的重要技術手段。
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簡介:本文首先比較全面的介紹了塑性成形有限元法的基本原理,對彈塑性材料本構模型,熱傳導分析,熱應力分析,熱機耦合分析,有限元接觸問題,有限元網格重化分等的原理和分析方法做了較全面的介紹。對工件和模具建立彈塑性有限元模型,使用準靜態(tài)的熱機耦合分析,綜合考慮各種熱效應的影響,對星形套冷擠壓成形過程進行數值仿真,較好的模擬出了工件的整個成形過程,得出了工件和模具的應力場、溫度場、壓力曲線,模擬出了工件成形后的彈性回復和得出了殘余應力的分布。研究分析了材料模型、網格尺寸、摩擦系數對成形過程仿真的影響分析了工件成形后彈性回復對工件尺寸精度的影響;工件成形后的殘余應力分布,以及網格重畫對單元體積的影響;比較了采用均布載荷和采用非線性分析模具應力場的差異。分析了模具應力分布,找到了模具應力集中的位置,找出了工件提前破壞的原因,對模具的結構進行了分析,改進了模具的結構對改進后的模具和工件進行有限元分析,分析結果和實際情況符合良好,改進后的模具使用壽命有顯著的提高。比較全面的介紹了疲勞破壞分析的基本理論,詳細的闡述了局部應變法、疲勞裂紋擴展法的原理和壽命預測方法。采用線彈性有限元模型對結構重新建模,將結果導入MSCFATIGUE,根據模具有限元危險點的應力變化曲線作為載荷一時間歷程曲線,采用應變壽命法對模具使用壽命進行了疲勞壽命預測,并采用裂紋擴展方法對疲勞壽命進行了研究。預測壽命與實際使用壽命基本相符。研究了成形過程仿真中存在的問題,各種疲勞分析方法在模具疲勞壽命分析中的應用,進一步探討了解決成形過程仿真和疲勞壽命預測問題的方法,最后對成形過程仿真和疲勞分析中存在的問題做了總結,提出了可能的方案,并對將來有限元發(fā)展的方向做了預測。
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簡介:YLOTSLL3分類、J魚絲UDC雕一幽社。讓江霉艨戈學JIANGS乙UNV邑RSLTY碩士學位論文MASTER’SDISSERTATL0N論文題目造弛羹_理業(yè)型曼上旦盟生幽學科專業(yè)扭趟越堂墾自塑型一一作者姓名建立一J苤。指導教師一圜壘墊盤墮一答辯H期一墨LD三璺江蘇大學碩士學曛論文ABS零裝AC零AUTOMOBILESAREINCONSTANTRENOVATIONINACCORDANEETOTHEEVERCHANGINGMARKE摶BEINGTHEKEYEQUIPMENTINAUTOBODYMANUFACTURING,AUTOMOBILEPANELDIEISTHEBOTTLENECKINSHORTENINGTHEUPDATINGPERIODANDITSDESIGNANDMANUFACTURINGPROCESSISTHEESSENTALLHCTORINAUTOINDUSTRYTHEREARESEVERALPROBLEMSFACEDBY穗EREQUIREMENTOFRAPIDRESPONSEMANUFACTURINGINTHECONVENTIONALDESIGNANDMANUFACTTTRINGPROCESS,NAMELYEXPERIENCEDEPENDENTDESIGNINGMETHOD,PROLONGEDDESIGNANDMEAMFACTURINGPERIODPOORLYSHARESINFORMATIORLNOTWONDERFUL啦18LI壤MODIFYINGDIEOFTENRESULTINGINHIGHOOS‰TONGTIME,ACKOFEFFICIENCYANDUNEXPECTEDDESIGNRESULTSCOMPATERTECHGIVESAKEYTOTHISPROBLEMTHISDISSERTATIONPRESENTSASTUDYOILTHEINTEGRATIONOFCAD怒AE,CAMFORAUTOMOBILEPANELDIEBASEDONADVANCEDTECHANDMODEMDESIGNINGIDEAL越戚鶼曩耄TODAY’SSITUATIONOFPANELDIECOMPANYTHEDISSERTATIONFOUNDACONVENIENTANDEASYCAD/CAE怒AMINTEGRATIONSYSTEM。TRANSFERRINGDATASHORTCUTANDLITTLEDATALOSS,BASEDONPRO憾ANDDYNAFORRNSOFTWARE。USINGTHEIDEALOFCONCURRENTENGINEERINGWHENDESIGNINGANALYZINGANDMANUFACTURINGDIE;BASEDONDIETHEORIESANDSOFTWAREKNOWLEDGE,OPTIMIZINGTHESIGNINGPROCESSOFPANELDIENUMERICALCON露OLMACHININGPROCESSINPRE/EANDFORMINGSIMULATIONPROCESSINDYNAFORM;BYWRITINGADVANCEDPROGRAM,PRO/EANDAUTOCADARERELATED,THEPRESSURECENTEROFDRAWINGAREGAINEDEASILYANDRAPIDLYINAUTOCAD協(xié)SPITEOFTHECOMPLICATEDAUTOMOBILEPANELFOUNDEDINPRE/EFORFANUC0ISYSTEMDRIVINGJCS018AMACHHFINGCEUTER,THISDISSERTATIONCOMPLIESPROPREEESSPROGRAMINPM/EMAKINGLTREALITYTHEDISSERTATIONPRESENTSATHOROUGHSTUDYONHOWT0IMPROVETHEPRECISIONOFFEMSIMTFLATION,BYALOTOFSIMULATIONEXPERIENCESANDSOMEEXAMINATIONSWI也THEUNDERSTANDINGOF鮭MULATONSOFTWAREANDCONTROLPARANLETERSTHEDISSERTATIONPRESENTSTHERATIONALL“ELLNONANDREFERENCEVALUEOFSIMULATIONPARAMETERSRESULTINGHIGHSIMULATIONPRECISION,DECREASINGERRORBETWEENSIMULATIONANDREALMODEL,GOODSIMULATIONEFFICIENCY;TAKINGAAUTOMOBILEPARTFORANEXAMPLETHEDISSERTAFIONACCOMPLISHSPROCESSMODEL。DIESTRUCTUREANDFOMFINGSIMULATIONETCHECAD怒AE怨AMINTEGRATIONSYSTEMISFOUNDEDVERYWEHKEYWORDAUTOMOBILEPANELDIE,CAD/CAE/CAM,IMEGRATONSYSTEMFORMINGSIMUTMION|L
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簡介:遼寧工程技術大學碩士學位論文薄壁異形管彎曲成形工藝及模具結構優(yōu)化模擬仿真研究姓名徐斌申請學位級別碩士專業(yè)機械制造及自動化指導教師徐平20051201ABSTRACTTHETHINWALLEDIRREGULARTUBEBENDINGFORMWHICHHASREMARKABLEECONOMICANDSOCIALEFFICIENCYISTUBEPROCESSINGCRAFT,ASWELLASWHICHISCOMPLICATEDTECHNOLOGICALPROCESSTHATINVOLVESMANYFACTORSINVIEWOFTHEDEFORMITYOF10WSURFACEOHALITYOFTRANSFORMERRADIATORTUBEDURINGPRACTICALPUNCHING,THEPAPERSTUDIESTHEBENDINGFORMMECHANTCSMODELOFTRANSFORMERRADIATORTUBE,ANALYZESTHEREASONOFWRINKLETHEMETHODOFFEMNUMERICALSIMULATIONISADOPTEDTOANALYZETHEBENDINGFORMPROCESSOFTRANSFORMERRADIATORTUBETHESTRESSANDSTRAINDISTRIBUTEDRULEOFBENDINGFORMPROCESSISSTUDIEDANDTHEBASICREASONOFWRINKLEISFOUNDEDTHESIMULATIONRESUIT0FPROANDCONAPPROACHPUNCHINGISCONTRASTEDANDANALYZEDANDTHEBETTERBENDINGFORMPLANISFOUNDED,ASARESULTTHEBENDINGFORMQUALITYOFTRANSFORMERRADIATORTUBEISBETTEREDTHEEFFECTWHICHVARIEDSPEEDHASONTHEQUALITYOFBENDINGFORMISSIMULATEDANDTHEBETTERPLANOFBENDINGFORMQUALITYISSUGGESTEDTHROUGHCOSINESPEEDCURVEPUNCHINGTHEWRINKLEEXPERIMENTOFIMPROVINGMOLDSTRUCTURE,THEBENDINGFORMEXPERIMENTOFIMPROVEDM01DSTRUCTUREANDSPRINGBACKEXPERIMENTAREPERFORMED,WHICHPROVETHATFEMSIMULATIONANALYSTSMODELISRIGHTANDEFFECTIVEKEYWORDSIRREGULARSECTIONTRANSFORMERRADIATORTUBEFEMBENDINGFORMSIMULATION
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簡介:模具是裝備制造業(yè)的主要組成部分是工業(yè)生產的基礎工藝裝備在機械電子、電器、航空航天、國防建設、汽車、電機、儀器、儀表、家電、通信、建筑、玩具等產品中60%80%的零部件都要依靠模具來成型用模具生產制件所表現出來的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產率和低消耗是其他加工制造方法所無法比擬的模具工業(yè)除需要高技藝的從業(yè)人員外還需要更多的高新技術來保證如模具CADCAMCAE、數控加工技術等大量采用先進的技術和設備新的模具材料新的熱處理工藝等使當今的模具行業(yè)已經成為高新技術密集的行業(yè)該文應用雙三次均勻B樣條曲線和曲面造型原理借助MATLAB程序設計語言應用軟件技術采用等參數線加工方法對模具型腔面多坐標數控加工技術進行了研究通過研究只要給定所需零件曲面的控制點坐標運用B樣條原理編制程序就可對該曲面進行曲面的造型設計根據造型設計曲面的加工精度要求、所選擇加工刀具的規(guī)格采用等參數線加工方法調整加工時的走刀步長和切削時的行距編制程序計算出刀具軌跡并且運行程序可以打印出數控加工刀具的中心軌跡坐標依據此軌跡坐標值編制數控加工程序G代碼從而控制多坐標數控機床加工出模具的型腔曲面來該研究最大的特點是在程序中曲面造型和刀具軌跡同時完成程序簡單參數變化調整容易實用性強便于推廣應用只要根據測定輸入曲面的控制點坐標數值即可能通過運行程序產生數控加工刀具中心的運動軌跡進而依據刀具運動軌跡坐標值來編制NC加工程序從而控制數控機床加工所需要的曲面零件
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簡介:華中科技大學碩士學位論文模具虛擬檢測及動態(tài)過程模擬軟件開發(fā)姓名金德才申請學位級別碩士專業(yè)材料加工工程指導教師吳志超200341華中科技大學碩士學位論文ABSTRACTINRECENTDECENNARYYEARS,THERAPIDDEVELOPMENTANDWIDEAPPLICATIONOFTHECAD/CAM/CAETECHNOLOGYDEEPLYAFFECTEDANDCONTINUOUSLYCHANGEDTRADITIONALFASHIONSINEVERYFIELDITALSOHADANIMPORTANTPROMOTINGEFFECTONTHEMOULDINDUSTRYWIDEUSEOFANUMBEROFOUTSTANDINGDOMESTICORFOREIGN3DSOFTWARE,SUCHASUG、PRO/E、CATIAANDSOON,HUGELYALTEREDTHEPASTMETHODSOFMOULDDESIGNANDMANUFACTUREANDIMPROVEDTHEPRODUCTEFFICIENCYANDQUALITYOFTHEMOULD;NEVERTHELESS,THEREWEREMANYPROBLEMSINAPPLICATIONTHEMOSTPROMINENTPROBLEMWASTHATTHETECHNICIANSWHOWERESKILLEDIN3DMODELINGWERENOTFAMILIARWITHRELATIVEMOULDTECHNIQUES;ONTHECONTRARYMANYMOULDEXPERTSORUSERSLACKEDTHETECHNIQUESOF3DMODELINGTHOUGHSOME3DSOFTWAREOFFEREDMOULDASSEMBLYFUNCTION,ITSSTATICASSEMBLYFUNCTIONCOULDNOTREALLYINDICATEMOULD’SOPERATIONBEHAVIORANDPERFORMANCEINORDERTOOPTIMIZEMOULD’SSTRUCTUREANDPERFORMANCE,THESOFTWAREWASDEVELOPEDTOVIRTUALLYEXAMINEANDSIMULATEMOULDDYNAMICALLYINTHISPAPERTHEMAINACHIEVEMENTSAREASFOLLOWS1BASEDONSTLFILEANDOPENGL,ASOFTWAREFORVIRTUALLYEXAMININGANDSIMULATINGMOULDDYNAMICALLYWASDEVELOPEDTHROUGHAPPLICATION,THEANTICIPATIVEAIMWASACHIEVEDANDASMOOTHSIMULATIONOFMOULDDYNAMICASSEMBLYANDWORKPROCEDUREANDCHECKINGOFDISAMOULD’STAPERFACEWASREALIZED2AIMATTHEFLAWOFREDUNDANTINFORMATIONTRADITIONALSTLFILEWASOPTIMIZEDTOUSERDEFINEDFAKEFILETHATHASNEDUNDANTINFORMATIONANDNEEDSLESSMEMORYITALSOESTABLISHEDTHERELATIONBETWEENFACESANDRELATIVEPOINTS,WHICHWASUSEFULTOSELECTPOINTS、LINESANDFACESIN3DSPACEANDWOULDHAVEANIMPORTANTBASALEFFECTONTHESEQUENTCONSUMMATIONANDEDITION3BASEDONARITHMETICANALYSESOFCHECKINGCOLLISIONIN3DSPACE,REALTIMEINTERFERENCECHECKINGFUNCTIONWASREALIZEDBYUSINGTHEARITHMETICOFOCTREESPACEPARTITIONWITHHIERARCHICALBOUNDINGVOLUMESOFAABBANDAPERFECTRESULTWASACHIEVEDRT
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簡介:模具設計是一個將工程技術、方法、工具和人員集成并付諸實踐的一組活動集合,是企業(yè)核心資產的體現。我國模具行業(yè)迄今為止仍主要依靠設計者的經驗,模具設計成本高、周期長、可靠性差。面對激烈的全球競爭,如何充分利用現有的設計資源,快速設計出符合客戶需求的高質量模具,成為我國模具行業(yè)面臨的重要問題。協(xié)同設計技術利用信息化技術充分整合企業(yè)的資源,有機協(xié)調群體間的設計活動,最終達到提升企業(yè)的核心競爭力的目的。因此,本文對模具協(xié)同設計的理論、方法與實現等方面展開了研究。主要研究內容如下⑴在分析了協(xié)同設計的影響因素和研究內容后,提出了協(xié)同設計的核心問題是解決群體間的信息感知。群體感知由群體間的信息共享、群體間的信息交換和群體間的信息同步三個方面構成。在分析了模具設計信息存在的多樣性和動態(tài)性等特點后,提出了以傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)為基礎,以簡化圖形格式面向網絡應用的混合式信息共享模型,以滿足模具協(xié)同設計的不同層次需求。針對不同格式信息的網絡傳輸特性,集成了多種網絡傳輸協(xié)議以滿足不同信息的實時交換需求。⑵在分析了模具設計的特點后,提出將模具設計過程中的諸多影響因素歸納為任務、組織、資源和產品四個基本要素,并以此建立了模具協(xié)同設計的過程模型。針對模具協(xié)同設計過程中信息的需求特點,提出了集成化的模具協(xié)同設計信息模型,解決了設計活動和設計過程兩方面對信息的不同需求。為了有效協(xié)調不同設計活動間的通信和共享等,建立了四層結構的模具協(xié)同設計協(xié)作模型,滿足了模具協(xié)同設計系統(tǒng)跨系統(tǒng)、跨應用的需求。⑶在分析了信息異步產生的原因后,提出了將基于角色的訪問控制機制引入模具協(xié)同設計系統(tǒng)的綜合信息同步方法,通過產品裝配樹結構與任務的綁定、任務與角色的綁定以及角色與人員的綁定,實現了信息的有效控制與同步,保證了模具協(xié)同設計過程中信息的安全性和一致性。⑷模具設計過程是一個建立在豐富的經驗與知識基礎上的創(chuàng)造性思維過程,包含了對知識的繼承、集成、創(chuàng)新和管理。在對模具協(xié)同設計過程中知識的特點和分類進行分析后,探討了當前多種知識表示方法的優(yōu)缺點,提出了面向模具設計的統(tǒng)一知識表示模型,并以XML為描述語言,給出了知識元各構成元素的類型定義。以此為基礎,建立了基于XML知識的獲取、組織與管理機制。針對知識與各種應用融合的難點,提出了基于項目編碼的項目相關知識聚合方法,以及基于參數驅動、規(guī)則驅動和實例驅動的產品模型與知識的融合方法。⑸根據上述分析,建立了模具協(xié)同設計系統(tǒng)的體系結構和功能構成,定義了模具協(xié)同設計的工作流程。從基于UG的模具結構協(xié)同設計和基于WEB的應用服務兩方面,論述了模具協(xié)同設計系統(tǒng)的實現,并以級進模設計為例,驗證了設計的正確性。
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簡介:近年來模壓成型已成為透鏡加工的一種重要方法如何加工出納米級的表面精度和形狀精度的透鏡模具已經成為學者們廣泛研究的一項課題。研磨和拋光是提高工件精度的一種重要方法。目前面透鏡模具通常采用磁流變拋光或磁射流拋光雖然能提高非球面工件的表面精度但對形狀精度的改善有限。因此迫切需要發(fā)展新型的高效率高質量的光學拋光技術。超聲波研磨技術是一種非傳統(tǒng)的加工技術。與傳統(tǒng)的研磨技術相比超聲波研磨效率高研磨時磨粒的切削力小研磨后表面質量高。特別是在研磨硬脆材料時超聲波研磨易于實現脆性材料的延性去除加工表面不易產生裂紋能達到很高的面形精度。本文將超聲波研磨技術應用到透鏡模具的加工上希望實現透鏡模具的高精度研磨。本課題來源于國家支撐計劃重點項目車用光學透鏡及模具超精密研磨加工裝備與工藝。針對目前透鏡模具研磨的技術的難題本文進行了以下研究工作1針對透鏡模具高效精密加工的要求本文提出了采用超聲橢圓振動研磨的方法使之能在三軸聯(lián)動機床上實現透鏡模具的超聲振動研磨。2針對以往的橢圓振動換能器是多激勵結構設計復雜制作成本高而且能耗大發(fā)熱大的缺點設計了單激勵超聲橢圓振動系統(tǒng)。采用有限元方法對超聲橢圓系統(tǒng)的振動特性進行分析獲得在發(fā)生器頻率可調范圍內的系統(tǒng)固有頻率和振型并進行實際振動的頻率和振幅的檢測研究結果為超聲橢圓振動研磨機理及相關試驗的研究提供有力的保證。3設計、制作了一套超聲橢圓振動研磨裝置。并采用該裝置進行了K9玻璃的研磨實驗。分析了采用該方法研磨時工件轉速、磨粒粒徑、研磨力等因素對研磨的效率和研磨后表面粗糙度的影響。并對碳化鎢非球面工件進行超聲振動研磨實驗通過超聲振動研磨和無超聲振動研磨對比證明了該研磨方法的效果。此外本文還針對研磨中出現的研磨表面質量不均勻的現象提出超聲變速研磨。實驗證明該方法有良好的效果。課題研究結果有助于揭示碳化鎢高效精密研磨的機理完善和發(fā)展非球面光學模具研磨加工新技術進一步促進非球面光學元件的推廣與應用。
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簡介:基于SU8膠的UVLIGA技術已廣泛應用于微機電系統(tǒng)MEMS中,其具有微小結構成型、復雜結構成型、批量生產、能夠得到高深寬比和側壁近乎垂直的微結構等突出優(yōu)點。但SU8膠存在熱溶脹性,微電鑄時會導致膠模變形,鑄層線寬縮小,成為影響模具尺寸精度的主要因素。隨著器件微小型化,對微器件尺寸精度的要求也越來越高,但SU8膠的熱溶脹性限制了該技術的進一步發(fā)展。本文采用基于SU8厚膠的UVLIGA技術,通過增設隔離帶的方法提高鑄層尺寸精度,通過研究SU8矩形膠模的熱溶脹性得出不同尺寸膠模的熱溶脹偏移量。在此基礎上,結合增設隔離帶和線寬補償兩種方法,制作了微型直接甲醇燃料電池ΜDMFC聚合物流場板熱壓用鎳模具。首先,以高度200ΜM、圖形密集的蛇形溝道鎳模具為研究對象,針對SU8厚膠的熱溶脹性導致膠模變形量較大的問題,本文采用在掩模圖形四周增設一條封閉等間距隔離帶的方法來提高鑄層尺寸精度。實驗結果表明,該方法顯著提高了該鑄層的尺寸精度,當掩模線寬為220ΜM,鑄層線寬達到2123ΜM,尺寸誤差僅為77ΜM。其次,本文研究了SU8矩形膠模的熱溶脹性,得出三種寬度的膠模不同厚度時的熱溶脹偏移量。實驗結果表明,相同尺寸膠模熱溶脹實驗的一致性、重復性較好。在膠模寬度一定的情況下,膠厚H40ΜM時,Δ變化趨于平緩。實驗得出的膠模熱溶脹偏移量即為掩模圖形的線寬補償量。最后,本文結合掩模版增設隔離帶和線寬補償兩種方法,采用基于SU8厚膠的UVLIGA技術制作包含四種流場結構的ΜDMFC聚合物流場板熱壓用鎳模具。實驗結果表明,四個流場直溝道線寬尺寸平均誤差約4ΜM,開孔率、等效水力直徑的相對誤差分別約為20%、15%。該方法提高了模具的尺寸精度,保證了模具流場參數的一致性。
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簡介:D2鋼是高碳高鉻冷作模具鋼的典型鋼種,具有高硬度、高耐磨性,廣泛應用于制造截面大、形狀復雜、經受沖擊力大、要求耐磨性高的模具。然而高C高CR的成分特點使D2鋼凝固組織中存在大量的碳化物,通常沿晶界呈網狀分布,韌性較差,在使用過程中常常由于其韌性不足而導致模具的早期失效。因此控制碳化物的分布和形態(tài),在保證D2鋼高硬度的前提下,提高其韌性是目前模具鋼工業(yè)亟需解決的問題。本人以應用最為廣泛的D2鋼為對象,進行了D2冷作模具鋼的組織控制和性能研究。通過調整合金元素含量和改變凝固冷卻速度,控制共晶碳化物的形態(tài)及分布,最終提高D2鋼的組織均勻性和性能。主要研究結果如下D2鋼鑄態(tài)組織由基體和網狀分布的共晶萊氏體組成,其共晶萊氏體主要為M7C3萊氏體,M7C3碳化物形態(tài)呈立體似菊花團形狀。V含量降低,碳化物形態(tài)由片層狀逐漸過渡為細長的棒狀。MO含量降低,碳化物形態(tài)由魚骨狀和條塊狀轉化為細長的棒狀。此外,凝固冷卻速度加快,不僅能細化鑄態(tài)組織,改善了萊氏體分布均勻性,并能促進M7C3共晶碳化物形態(tài)由較粗大的條塊狀變?yōu)榧氶L的棒狀。在加熱過程中M7C3碳化物的形態(tài)發(fā)生變化,不同形態(tài)的碳化物熱穩(wěn)定性不同。片狀和條塊狀碳化物加熱不發(fā)生明顯的斷開和球化。而棒狀碳化物易發(fā)生斷開和球化,加熱形成更為細小的棒狀或顆粒狀碳化物。經鍛打變形后,D2鋼中的碳化物主要為M7C3型。隨鍛壓比的增加,D2鋼中碳化物的尺寸減小,分布均勻性得到明顯改善。合金元素MO、V含量降低或凝固冷卻速度升高有利于D2鋼在較小的鍛壓比下獲得更均勻的組織。對合金元素含量不同的D2鋼進行性能測試。發(fā)現V質量分數在09%左右時,回火態(tài)硬度可達60HRC左右,沖擊韌性達20JCM2以上當MO質量分數在09%11%之間時,回火態(tài)硬度可達60HRC左右,沖擊韌性達20JCM2以上??刂破銿質量分數為09%,MO質量分數為09%,對不同冷卻速度的D2鋼進行性能測試。發(fā)現凝固冷卻速度增加,D2鋼硬度不斷增加,同時沖擊韌性明顯上升。鐵模冷卻的D2鋼其回火態(tài)硬度能達60HRC以上,沖擊韌性達30JCM2以上,具最佳使用性能。
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