高效节能内高压成形设备关键技术研究

成果基本信息
关键词：	高效节能;内高压成型;设备研发;数值模拟
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	9232018Y0002	资源采集日期：	2018-12-10

研究情况
单位名称：	齐齐哈尔大学	技术水平：
评价证书号：	黑齐科鉴字[2017]第248号	评价单位：	齐齐哈尔市科学技术局
评价日期：	2017.11.30	评价证书号：	黑齐科鉴字[2017]第248号

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
*成果单位详细联系方式请登录会员；还不是会员，马上注册!

成果简介
高效节能内高压成形设备关键技术研究　　1、课题来源与背景　　该课题任务来源于齐齐哈尔市科学技术计划项目《高效节能内高压成形设备关键技术研究》　　背景：内高压成形技术是目前众多机器和设备中各种空心变截面构件的先进制造技术。此类构件传统技术为先冲压成形多个半片再焊接，一般采用点焊，截面非封闭，碰撞安全性和疲劳性能差。该技术适用于加工沿构件轴线变化的圆形截面、短形截面、异形截面和组合截面构成的复杂的空心管件，广泛应用于汽车行业和工程领域。属光机电一体化领域，涉及液压技术、模具技术、材料技术、计算机软件技术及自动控制技术等诸多方面。　　2、研究目的与意义：　　内高压成形件以封闭截面取代焊接截面，具有质量轻（比冲压焊接件减轻20％～30％）、疲劳性能和强度高、整体性和刚度好等优点，对设备减重和提高安全性具有重要意义。研究的内高压成形关键技术，对于国内研制大吨位内高压成形设备，制订典型内高压成形零件设计、成形工艺和模具设计制造规范，实现内高压成形技术在国内装备制造骨干企业的示范应用，具有重要意义。　　3、主要论点与论据　　（1）开展大吨位短行程内高压成形机结构优化设计。研究采用短行程内高压成形设备技术方案；建立了成型机三维实体结构模型。建立主要部件的有限元模型，分析主要部件的应力、应变，通过分析构件在载荷作用下的变形，找出部件薄弱环节，为结构优化提供依据。　　（2）建立了内高压成形机液压控制系统原理框图，对成形机控制系统的动态、静态特性进行研究及性能计算确定，合理确定其运动轨迹和结构尺寸。对成形机局部易产生的热量的部分提高传导系数。　　（3）采用DYNAFORM分别对内压力和轴向进给量的加载路径进行了分析，得出的结论是：在内高压成形初始阶段，较小的内压力有利于金属向支管方向流动，对成形质量较好；合理的轴向进给力会使成形的质量好，过大的轴向进给力会造成加载比例不当，成形质量下降；梯度内压力加载方式和双线性轴向进给加载方式下的成形结果要明显较优。通过设计的三种内压力与轴向进给量匹配关系并模拟分析，确定了最佳加载路径。　　（4）针对内高压成形模具开展了变形和应力分析。在给定载荷下，模具整体的变形量比模块的变形量大，这主要是由于模座的变形较大，数值达到1.35mm，但模块的变形量只有0.57mm。尽管模块的最大变形量达到0.57mm，但发生位置是模块的外侧，而对于影响零件尺寸精度的模具型腔，沿模块型腔边缘的变形量分布仅为0.195mm，对零件的尺寸精度影响很小，满足零件成形精度的要求。模具设计满足使用要求。　　4、创见与创新：　　本项目的研究有助于填补国内内高压成形技术及装备制造的空白，配合开发国内首台大吨位（6000吨）多轴数控内高压成形装备。制订典型内高压成形零件设计、成形工艺和模具设计制造规范，实现内高压成形技术在国内骨干企业的示范应用。　　本课题采用短行程内高压成形装备方案，即合模和开模过程大部分行程由提升油缸（200吨）来完成，而仅仅锁模过程由主油缸（6000吨）来完成。其合模与开模速度较快，主缸行程小，因此容积小，可快速建立合模力，生产效率较高。　　本课题采用同步液压冲孔方法，液压冲孔就是在内高压成形结束时，在管内液体压力的支撑作用下，利用冲头将管壁材料分离的一种冲孔方法。效率高，定位精度高，断面质量好。　　基于Inventor软件平台建立成型机三维实体结构模型。基于ANSYS软件平台建立主要部件的有限元模型，采用粘接属性来模拟结合面特性。分析数据为结构优化提供了理论依据。　　采用电液伺服阀或电液比例阀或数字插装阀与PC控制相结合，研制智能型二通插装阀集成单元，实现压力、速度、位移的单独调试。　　5、社会经济效益，存在问题：　　课题实施过程中解决的一些关键技术，可促进高校、企业间的科研合作顺利进行，增强企业生产设备的可靠性与可维护性，实现企业科学管理，促进新技术转化为生产力，可为企业带来较大的经济效益和社会效益。存在问题：解决成型机存在定位精度差、扰动冲击噪声大的现象还存在问题，有待进一步解决。　　6、历年获奖：　　无　　7、成果简介：　　开展大吨位短行程内高压成形机结构优化设计。研究采用短行程内高压成形设备技术方案，实现快速合开模，提高效率；建立了成型机三维实体结构模型。建立主要部件的有限元模型，分析主要部件的应力、应变，通过分析构件在载荷作用下的变形，找出部件薄弱环节，为结构优化提供依据。　　建立了内高压成形机液压控制系统原理框图，对成形机控制系统的动态、静态特性进行研究及性能计算确定，合理确定其运动轨迹和结构尺寸。对成形机局部易产生的热量的部分提高传导系数，减少温度对密封和执行速度的影响，避免局部温度过高，提高系统稳定性，达到节能提效目的。　　采用模拟仿真软件DYNAFORM分别对内压力和轴向进给量的加载路径进行了分析，通过设计的三种内压力与轴向进给量匹配关系并模拟分析，确定了最佳加载路径。针对内高压成形模具开展了变形和应力分析。

成果名称：	高效节能内高压成形设备关键技术研究	关键词：	高效节能;内高压成型;设备研发;数值模拟
成果类别：		一级分类名称：	机械制造
二级分类名称：	机械设计	三级分类名称：
研究起止时间：	2011.12 至2017.11	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	齐齐哈尔大学	学科分类2：
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：		课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	GYGG-201101
经费实际投入额（万元）：	2.00	评价单位：	齐齐哈尔市科学技术局
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2017.11.30	转让范围：
评价证书号：	黑齐科鉴字[2017]第248号	推荐单位：	齐齐哈尔市科学技术局
推广形式：	无	成果登记号：	9232018Y0002
成果简介：	高效节能内高压成形设备关键技术研究　　1、课题来源与背景　　该课题任务来源于齐齐哈尔市科学技术计划项目《高效节能内高压成形设备关键技术研究》　　背景：内高压成形技术是目前众多机器和设备中各种空心变截面构件的先进制造技术。此类构件传统技术为先冲压成形多个半片再焊接，一般采用点焊，截面非封闭，碰撞安全性和疲劳性能差。该技术适用于加工沿构件轴线变化的圆形截面、短形截面、异形截面和组合截面构成的复杂的空心管件，广泛应用于汽车行业和工程领域。属光机电一体化领域，涉及液压技术、模具技术、材料技术、计算机软件技术及自动控制技术等诸多方面。　　2、研究目的与意义：　　内高压成形件以封闭截面取代焊接截面，具有质量轻（比冲压焊接件减轻20％～30％）、疲劳性能和强度高、整体性和刚度好等优点，对设备减重和提高安全性具有重要意义。研究的内高压成形关键技术，对于国内研制大吨位内高压成形设备，制订典型内高压成形零件设计、成形工艺和模具设计制造规范，实现内高压成形技术在国内装备制造骨干企业的示范应用，具有重要意义。　　3、主要论点与论据　　（1）开展大吨位短行程内高压成形机结构优化设计。研究采用短行程内高压成形设备技术方案；建立了成型机三维实体结构模型。建立主要部件的有限元模型，分析主要部件的应力、应变，通过分析构件在载荷作用下的变形，找出部件薄弱环节，为结构优化提供依据。　　（2）建立了内高压成形机液压控制系统原理框图，对成形机控制系统的动态、静态特性进行研究及性能计算确定，合理确定其运动轨迹和结构尺寸。对成形机局部易产生的热量的部分提高传导系数。　　（3）采用DYNAFORM分别对内压力和轴向进给量的加载路径进行了分析，得出的结论是：在内高压成形初始阶段，较小的内压力有利于金属向支管方向流动，对成形质量较好；合理的轴向进给力会使成形的质量好，过大的轴向进给力会造成加载比例不当，成形质量下降；梯度内压力加载方式和双线性轴向进给加载方式下的成形结果要明显较优。通过设计的三种内压力与轴向进给量匹配关系并模拟分析，确定了最佳加载路径。　　（4）针对内高压成形模具开展了变形和应力分析。在给定载荷下，模具整体的变形量比模块的变形量大，这主要是由于模座的变形较大，数值达到1.35mm，但模块的变形量只有0.57mm。尽管模块的最大变形量达到0.57mm，但发生位置是模块的外侧，而对于影响零件尺寸精度的模具型腔，沿模块型腔边缘的变形量分布仅为0.195mm，对零件的尺寸精度影响很小，满足零件成形精度的要求。模具设计满足使用要求。　　4、创见与创新：　　本项目的研究有助于填补国内内高压成形技术及装备制造的空白，配合开发国内首台大吨位（6000吨）多轴数控内高压成形装备。制订典型内高压成形零件设计、成形工艺和模具设计制造规范，实现内高压成形技术在国内骨干企业的示范应用。　　本课题采用短行程内高压成形装备方案，即合模和开模过程大部分行程由提升油缸（200吨）来完成，而仅仅锁模过程由主油缸（6000吨）来完成。其合模与开模速度较快，主缸行程小，因此容积小，可快速建立合模力，生产效率较高。　　本课题采用同步液压冲孔方法，液压冲孔就是在内高压成形结束时，在管内液体压力的支撑作用下，利用冲头将管壁材料分离的一种冲孔方法。效率高，定位精度高，断面质量好。　　基于Inventor软件平台建立成型机三维实体结构模型。基于ANSYS软件平台建立主要部件的有限元模型，采用粘接属性来模拟结合面特性。分析数据为结构优化提供了理论依据。　　采用电液伺服阀或电液比例阀或数字插装阀与PC控制相结合，研制智能型二通插装阀集成单元，实现压力、速度、位移的单独调试。　　5、社会经济效益，存在问题：　　课题实施过程中解决的一些关键技术，可促进高校、企业间的科研合作顺利进行，增强企业生产设备的可靠性与可维护性，实现企业科学管理，促进新技术转化为生产力，可为企业带来较大的经济效益和社会效益。存在问题：解决成型机存在定位精度差、扰动冲击噪声大的现象还存在问题，有待进一步解决。　　6、历年获奖：　　无　　7、成果简介：　　开展大吨位短行程内高压成形机结构优化设计。研究采用短行程内高压成形设备技术方案，实现快速合开模，提高效率；建立了成型机三维实体结构模型。建立主要部件的有限元模型，分析主要部件的应力、应变，通过分析构件在载荷作用下的变形，找出部件薄弱环节，为结构优化提供依据。　　建立了内高压成形机液压控制系统原理框图，对成形机控制系统的动态、静态特性进行研究及性能计算确定，合理确定其运动轨迹和结构尺寸。对成形机局部易产生的热量的部分提高传导系数，减少温度对密封和执行速度的影响，避免局部温度过高，提高系统稳定性，达到节能提效目的。　　采用模拟仿真软件DYNAFORM分别对内压力和轴向进给量的加载路径进行了分析，通过设计的三种内压力与轴向进给量匹配关系并模拟分析，确定了最佳加载路径。针对内高压成形模具开展了变形和应力分析。
联系人：	周中林	成果登记日期：	2017-11-26
联系人email：		单位代码：	92300141
邮政编码222：	161006	联系人电话：	13604524981;0452-2738334
单位传真：	0452-2738743	单位通讯地址：	黑龙江省齐齐哈尔市建华区文化大街42号
单位所在省市：		单位电话：	0452-2738388
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2018	知识产权形式：
成果完成人：	姜淑凤;王世刚;高福生;杨宏硕;程凤兰;潘永阁	资源采集日期：	2018-12-10

高效节能内高压成形设备关键技术研究

最新科技新闻资讯

热门资讯排行

最新科技图文资讯

友情链接