大学本科毕业论文机械工程设计与自动化专业压气机叶片辊轧模具型腔自动化建模关键技术的研究有出处630中英文翻译.docx

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1、（本科毕业设计论文）毕业设计（论文）外文材料翻译附件：1.外文原文2.外文材料翻译译文2013年6月压气机叶片辐轧模具型腔自动化建模关键技术的研讨摘要为完成高效、连续制造的三维(3D)银金件，一种新的成形方法，曲面柔性轧制成形，研讨了。该方法只需求两个全体柔性辑成形工具。在构成过程中，在轧制方向不均匀延伸率和弯曲变形在厚度方向上同时出现，并最终构成三维曲面零件。在这项工作中，基本原理和表面柔性轧制构成机理研讨。一种计算横向曲率半径的弧形罗利斯提出的方法，而采用动态显式有限元分析验证其可行性。实验安装的研制和成形进行了实验。典型的三维零件包括凸，马鞍面件已获得。有限元模型，建立了柔性滚动表面构成

2、如减少，速度参数的影响，弯曲半径和摩擦表面形貌分析。构成的偏向分析研讨包括外形误差和厚度变化的影响。结果表明，所构成的表面相当接近的标准之一；零件的逐渐变化的厚度在小范围内，保持。实验测量成形件的成形精度的影响。结果表明，精度高，并与仿真结果分歧。关键词：模具，型腔，辑轧，建模1 .简介三维(3D)锁金件广泛用于民用和军事范畴由于其特殊的功能，如分量轻和良好的应力形态。模具成型是一种传统的方式构成的零件，具有消费效率高的优点，为大规模消费精度和分歧性，顺应。但是，三维表面的产品多样化、小批量的趋向越来越分明的产业化发展。针对船体板的三维曲面零件成形，山下山川(1988)做了一个柔性滚弯实验安装

3、。柔性帽是由许多短卷沿轴和万向节机构连接。在成形过程中，柔性辑外形的弯曲轮廓与许多分段直线，与弯馄的函数的金属片导致的三维曲面零件的方式。这种安装的短是不连续的，总体颠簸差，制造效果不理想的构成。增量成形的连续制造方法，它适用于小批量消费的低成本。如何过，以构成所需求的产品的工夫是比较长的，由当地的拉伸惹起的厚度应变非常大。为了克服这些成绩，Yoon和杨(2003)提出用“增量的短弯成型过程，承继的优势，对渐进成形过程和辑轧成形过程。该方法运用一个移动较设置为一个成形工具制造双弯曲的金属板。卷组由一个电机驱动的中心辑和两对上下支承辑的球轴承。由于弯曲发生在局部接触区上下中心辑，辑套需求运动线时

4、，整个地区是在成型过程中产生的变形。因此，增量辑构成消费力绝对低。为了进步成形效率,基姆等人。(2008)改变了增量冷弯成型，用多幅套安装在一个线性阵列-线阵卷集的方式(1ARS)。每个轧短套分为驱动辑在地方行和剩余的闲置的拉尔斯。在金属板的横向弯曲是由上、下辑套的结构和纵向弯曲是由驱动辑在地方行和一对空排短。辑的地方阵列驱动金属板的旋转移动双弯曲板的运用之间的摩擦较和板构成的。垫片等。(2010)评价由1arS过程产生的质量的板，发现它是更有效地制造一双弯曲板经过外形以进步所构成的板的质量。一双弯板可以构成只要一个过程是经过运用。但是，金属片是由个体的离散幅在沿径向方向不能摆动压1arS过程

5、。因此，所构成的部分的横向轮廓可能缺乏非常光滑。1ieta1.2007)分析和COM相比普通柔性成形方法，提出了表面连续构成方法基于柔性滚弯过程。该工艺采用连续柔性较ASA成形工具与板弯曲，在纵向和横向方向同时。随着柔性掘旋转，金属薄片饲料连续塑性变形。提出了连续成型方法在轧制过程中的弯曲短的运用。该方法采用积分，光滑柔软的卷作为一个成形工具，取决于一个方向弯曲变形和不均匀的伸在其他方向来完成三维构成。在后人工作的基础上，本文讨论了在零件的外形变化的影响减少，当柔性辑弧形的数值模拟手腕，分析了外形误差和厚度分布经过偏向分析以得到普遍和适用的轧辑半径的计算和板形控制方法。轧制技术是金属成形过程中

6、，金属股票经过一对辑和旋转较拉板他们两头的摩擦。轧制力使板材的塑性变形。柔性轧制工艺采用表面积分柔性辑成形工具并得到非均匀幅缝控制馄型。不同的金属部件可以用轧幅的旋转下构成的综合效应的轧制力和摩擦。由于表面柔性轧制过程只需两卷的安装简单，易于管理，可以不断灵敏制造三维零件.2 .表面柔性轧制2. 1表面柔性轧制的基本原理表面柔性轧制关键成形零件表面柔性轧制成形的基本原理是全体柔性假和调形单元如图1所示。柔性馄产生弯曲曲率在垂直于轧制方向的横向方向的剖面外形的非均匀，辐缝(图1)。岩石扩展惹起的非均匀的间隙的过程中带来的沿轧制方向的曲率。在联合的横向弯曲变形和纵向非均匀延伸的影响，板是在图变形沿

7、轧制方向的方向和连续传输，利用轧制力和辑与金属板之间的摩擦。表面的一种柔性轧制成形过程表示图如图1所示。几种调形单元设置在卷根据成形精度的要求。单位调整和保持辑外形与上、下辐之间的间隙，保证绕坐标轴旋转。卷径是尽可能以利于弯曲曲率小的调整。轧辑材料具有良好的弹性和强，他们是在一个自在的国家，也可以直接绕曲轴与小挠度弯曲调整单元约束下的转动。辐间隙由轧掘辐型，其最重要的特点是不均匀的。这种差距的影响下，在厚度方向的板的紧缩变形是在同一截面不同，导致不同的纵向延伸量。表面柔性轧制的关键技术和多调整柔性耨结构控制设计。三维的镀金零件外形和尺寸不同假如将获得的弯曲轮廓的柔性幅与混缝分布发生了变化。2.

8、2表面柔性轧制成形过程中构成的机制，横向弯曲，厚度变薄，剖面扩展发生。该剖面扩展名不同点瓶缝分布的不均匀性。即便伸长导致垂直弯曲的弯曲变形了由于材料的连续性存在的状况下，如图2所示的联合国。2.3弧形外观分析弯曲幅短缝分布的不同将导致不同的纵伸长形态的板，最终影响金属板的全体成形。辑缝分布取决于柔性辑外形，即在外形，串昆弯曲方式。根据几何参数和还原特性，不同方式的上下辑可以绘制轮廓曲线，如圆弧，双曲线和抛物线函数，反比例函数。李等人。(2013)提出的方法来调整工作辑的外形为圆弧形的缘由，它是方便的近似求解和调理辑的外形为计算和消费也有。这项工作进一步组织和优化它处理规制轻松的成绩。在这种状况

9、下，间隙分布的两个圆弧两个非同心不同在一定长度范围半径圆之间的空间。凸曲面方程可以表示如下：如图3所示，在生殖道感染的部分的横向半径，R1上转半径，(0,b)是上辑的中心坐标，r2is下辑半径，(0,-B)为中心将下辑和(x,y),是部分的边缘当前的表面点的坐标。程度轴的横向和纵向板厚方向.连接点和圆心，线的相交点上辑轴(x1,y1)和在点与下掘轴(X2,Y2)o为了简化计算，所构成的部分的回弹效应是在下面的分析中忽略了。上辑中心坐标：连接部分的中心和边缘点的直线的斜率:图3构成凸面馄弯弧外形图4表面柔性轧制实验安装本线与上辑轴和方程x21+mx1+R-(R1+b)2-R21=O(4)本线与下

10、短轴和方程:X22+mx2+R-(R2-b)-R22=O(5)边缘之间的距离的点上下*昆：(x1-x2)2+(y1-y2)2-2r-t=O(6)替代的轧制压最大值和求解方程以上组合，上下短半径时。半径值是一个表面柔性轧制的关键参数，数值模拟和三维金属板材的实践消费义务需求完成的研讨.3实验和数值模拟研讨3. 1调查实验调查一个小型化的安装，如图4所示，该安装参数列于表1。有两个柔性短和每一个3. 2数值模拟数值模拟表面柔性轧制是一个复杂的塑性成形过程的大变形，几何非线性，材料非线性和接触非线性，所以显式动力分析软件ABAQUS/Exp1icit中已被运用到模拟的构成过程。对于表面柔性轧制板，一

11、些地区被压，导致厚度变薄，纵伸；在厚度方向上的应力和应变的分布在整个板料成形的影响，所以必须有一些节点和单元厚度方向的缘由，是我们选择固体元素创建有限元模型。八节点非协调形式的线性砖，c3d8i给出非常精确率的结果，在一个较小的元素的失真状况下的位移和应力，得到几乎相反的结果，对弯曲成绩的同时，计算成本显着降低二次元件。因此，c3d8i合适表面柔性轧制分析在模拟过程中采用两个柔性幅是符合实践的实验条件。金属板的材料是1008钢(ASTM)和功能如表2所示。在最大实验力100千牛电子拉力实验机进行拉伸实验和单轴应力与ASTM1008应变曲线如图5所示。板的尺寸为200毫米，120毫米，1毫米和X

12、X材料，是各向异性弹性-塑料。柔性辐直径为5毫米和离散刚体。假定，为了节省计算资源，半有限元模型是用做的模拟。该模型如图6所示。为了模拟仿真过程柔性耨旋转，卷必须分成若干段。每个段是一个圆柱体和绕本身轴线。真正的柔性短转速约3弧度/秒。假如这个速度进行模拟，计算工夫会很长，结果图不容易收敛，所以它需求进步转速的卷。假如速度太高，结果是穷人的可靠性。经过几次尝试，速度为30弧度/秒。图5ASTM1008单轴应力应变曲线。定义在ABAQUS/Exp1icit软件交互，我们需求确认的互相作用类型，包括普通的接触，面面接触，接触，等代联系艾莱依的优势是，它允许定义接触很简单。特别是，我们只需求指定接触

13、算法和影响面接触简单；软件本身可以确定互相作用面自动对它们的类型较少的限制。因此，混和板之间的接触为代艾莱依联系。关于互动性的定义，汤恩的计算模型正常行为需求被分配。刑罚的摩擦公式不断沿用前由于表面时，应该坚持，他们在一个弹性滑动答应方式。在这种状况下，滑动的大小是有限的弹性滑动和软件会及执行状况不断的惩罚约束的大小。根据工程经验，钢柔钢之间的摩擦系数为0.1-0.2和在这个模拟过程中的研讨中，0.2被选。“后者硬”接触是选择以确保两个表面时，正常压力为零或负的互相作用过程中的分离。应力应变分布-凸和马鞍面件的最大轧制时减少0.02毫米在图7所示。本研讨的重点不应力和应变的讨论，所以这一点上，

14、在这里就不详细阐明了3.3结果和讨论每个节点坐标在构成的部分提取的两头面和点云是根据坐标形；三维表面是由利用逆向工程的云层后，模拟。比较测量的表面上构成的基础上，得到表面柔性轧制参数。在第一部分讨论了系数所构成的部分的外形构成的影响，其中的参数包括减少，速度，卷板成形半径和摩擦。然后，构成表面柔性轧制的影响进行了研讨，包括外形误差和厚度变化分析。最后，实验结果显示和分析，以及仿真和实验发现之间的协议。3. 3.1减少还原的影响还原是一个重要的参数，由于不同的减少导致不同的轧制力和变形量的影响，最终。当零件具有类似目的的看台，不同变形量有分明影响的表面外形。图8显示测量中心曲线沿纵向方向（X轴）

15、和横向方向（Y轴）不同的变形量。采样点的Z坐标测量的表面上构成的。横向目的半径是五百毫米，D是轧制变形如图8所示。可以发现，纵向中心线的曲率逐渐添加随着还原所示图的增量。8A,这意味着所构成的部分的纵向弯曲变形敏感。异样，实测数据表明，图8b的横向中心线的曲率特征逐渐添加的减少伴随着添加，这意味着减少对部分滚动奇异的外形的影响。如图8所示，红色固体通告指目的圆弧的半径为500毫米。可以看出，横向曲率接近目的时降低0.02毫米。虽然柔性短形变化不大的减少的变化，但相比减少的影响，次要影响要素是后者。图6。表面柔性轧制有限元模型。在成形过程中的降低而添加，在厚度方向上，导致不均匀的塑性伸长的添加在

16、轧制方向变形的加剧，所以纵向曲率增大。随着减速，在横向目的曲率不变的状况下，适用效果加强，从而添加异样的横向曲率。仿真结果与实验结果分歧，如图所示图93. 3.2速度的影响成形速度是最重要的参数之一，表面柔性轧制。图10显示了在不同成形速度所构成的部分的变化。纵向（X轴）和横向（y轴）的曲率降低时构成的旋转速度添加，但横向不分明减少。不同的构成速度会导致不同的变形抗力。速度越高，越性，较小的变形量如图IoA所示，一个更高的速度导致一个较小的纵向弯曲。对于横向曲率，它是用卷次要触及广泛延伸的外形。轧辐的弯曲惹起广泛的推行愈加困难，所以横向曲率减小一点。横向曲率是非常接近的目的之一，所图10B。图7数值模拟的结果（一）等效应力分布；（b）等效塑性应变分布图9实验结果在降低而添加3. 3.3弯曲半径的影响工作短的弯曲半径对横向影响很大（Y轴）也施加一定的影响曲率和纵向（X轴）。如图所示的I1a,剖面