不锈钢蛋形壳模具加工工艺设计(附件)【字数:11733】
本文重点对不锈钢蛋形壳模具冲压工艺进行设计研究。首先,通过对一般冲压工艺的探索,根据不锈钢蛋形壳的实际加工难度,将各工艺方法进行对比分析,选择出适用于本文中不锈钢蛋形壳的加工工艺方法;接着,根据实际载人耐压仓的大小,对不锈钢蛋形壳进行比例模型设计,绘制出相应加工图纸;其次,对设计出的不锈钢蛋形壳进行相应的工艺过程分析,编写相应工序卡片,并入厂造出实际样品;随后,对实际加工出的不锈钢蛋形壳进行三维扫描,提取其三维轮廓,并与图纸进行误差分析,获取不锈钢蛋形壳加工精度;最后,使用有限元软件ABAQUS对不锈钢蛋形壳冲压过程进行仿真模拟,可以动态掌握其冲压过程中的应力与位移变化。研究表明不锈钢蛋形壳适合拉深模加工,加工稳定性好,精度高,且冲压过程中易出现破坏处与有限元模拟相吻合,研究成果可为后续蛋形壳的冲压制备提供指导。关键词不锈钢蛋形壳;模具加工工艺;误差分析;仿真模拟
目录
第一章 绪论 1
1.1选题的背景与意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.2.1耐压壳研究现状 1
1.2.2蛋形生物学特性研究现状 2
1.2.3模具冲压成型技术研究现状 3
1.3当前存在问题 3
1.4本文主要工作 4
本章小结 4
第二章 加工蛋形壳模具选择 5
2.1 模具的分类 5
2.2 模具加工方法的选择 7
本章小结 8
第三章 蛋形耐压壳加工工艺分析 9
3.1 蛋形壳设计方案 9
3.1.1 设计原理 9
3.1.2 工序工艺设计 10
3.2 蛋形耐压壳工艺流程 11
3.2.1 落料模加工 11
3.2.2 拉深模加工 12
3.2.3车床加工 16
3.2.4焊接加工 17
3.2.5磨床加工 18
本章小结 19
第四章 蛋形壳模具加工精度分析 20
4.1 3D扫描蛋形壳 20
4.1.1 3D扫描类型 20
4.1.2 扫描过程结果 20
4.2 计 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
目录
第一章 绪论 1
1.1选题的背景与意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.2.1耐压壳研究现状 1
1.2.2蛋形生物学特性研究现状 2
1.2.3模具冲压成型技术研究现状 3
1.3当前存在问题 3
1.4本文主要工作 4
本章小结 4
第二章 加工蛋形壳模具选择 5
2.1 模具的分类 5
2.2 模具加工方法的选择 7
本章小结 8
第三章 蛋形耐压壳加工工艺分析 9
3.1 蛋形壳设计方案 9
3.1.1 设计原理 9
3.1.2 工序工艺设计 10
3.2 蛋形耐压壳工艺流程 11
3.2.1 落料模加工 11
3.2.2 拉深模加工 12
3.2.3车床加工 16
3.2.4焊接加工 17
3.2.5磨床加工 18
本章小结 19
第四章 蛋形壳模具加工精度分析 20
4.1 3D扫描蛋形壳 20
4.1.1 3D扫描类型 20
4.1.2 扫描过程结果 20
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算蛋形壳相似度 21
4.3 分析并总结 23
本章小结 31
第五章 蛋形壳模具加工的冲压分析 25
5.1 有限元分析软件 25
5.2 冲压分析步骤 25
5.3 分析结果与优化 30
本章小结 31
总结 32
致谢 33
参考文献 34
第一章 绪论
1.1选题的背景与意义
在这个快速发展的世界,我们正渐渐的了解未知的区域,可以说是上天可揽明月,下海可束苍龙。潜水器成为海洋探测的必备法宝,人们可以乘着它进入深海去探寻那东海龙宫。作为潜水器的重要组成部分,耐压壳有着不可替代的作用。在大气中有气压,在海里也有压力,随着深度的增加,压强增大,人们难以承受,只有耐压壳可以保护我们。所以说耐压壳的性能是科研的重点所在[1]。即使有静水压力的作用,耐压壳也能很好地抵抗外面水压,提供不错的浮力,让作业人员在一个相对安稳的条件下完成深海的探究。耐压壳作为一个运载人的工作的仪器,有着很好的安全性和平衡性。在保护人和仪器的基础上,人才能安心的探索深海。在深海里有许多未知的危险,耐压壳需要强悍的结构与惊人的稳定性才能在海洋中驰骋与探索。现在的深海研究已经很完善了,但在性能方面没有较明显的突破,需要进一步探索发现。
深海中的重要设备是潜水器耐压壳体,蛋形耐压壳体是个新思路,不同于一般耐压壳,但其实际的加工工艺尚未见报道。从生物学上讲,蛋壳能够为各种生物保护后代,需要孵化后能繁衍后代。蛋形壳是两端是不一样大的,这可以让我们更好的分配空间,待孵化的生命体尚且能在里面发育成形,那我们在这样一种形状早的耐压壳里不是很安全么。可以看出,蛋壳其实很薄但却起到一种保护蛋的作用。蛋壳有着不错曲线薄壁特征,硬度大,好看又顺滑[2]。蛋壳里面是空心的,没有什么可以支撑,但它的强度依旧很好。蛋壳的曲线结构很好看也很实用,流体性能、操作性能和运动性能也相当突出。在意外事故发生时,我们也可以破壳重生。
蛋壳的在生物界的表现证实了它的优良特征,为耐压壳的进一步发展提供了一个很好的契机,为人们与自然界的友好关系打下基础。显然,蛋壳作为一种优良的仿生原型,值得在深水耐压壳方面研究。为了贯彻可持续发展战略,耐压壳跟环境也向着和谐共处的方向前进。
1.2国内外研究现状
1.2.1耐压壳研究现状
目前,世界上服役的耐压壳结构主要分为3类,分别为椭球形结构,柱形结构以及球形结构。其中,球形结构由于具有较好的优点已被广泛使用,其优点包括具有较高的强度,静水压力下稳定性好,同比条件下浮力系数低以及材料的使用率较好等,但其也有不可避免的缺点,如生存空间小,仪器布置较为紧凑,航行性能差,水动力学不好,且最显著的缺点为缺陷敏感度高,对制造加工要求高, 主要在深海中应用较为广泛。相比于球形壳,柱形壳加工制造较为容易,且水动力学特性好,但往往需要安装大量肋骨进行加强,会导致浮力系数增加,不利于深海航行。椭球壳则介于二者之间,但也存在缺陷敏感度高等问题。
现有的文献多数对耐压壳的强度以及稳定性进行深度研究。如Mackay等主要对柱形壳进行深度研究,提出若采用传统潜艇设计公式法则可以把数值模拟的误差控制在20%左右,但若采用有限元软件中的非线性分析法则可以将得出的结果控制在16%,且在此基础上,若采用分项安全系数法,则可将数值模拟结果限制在10%以内;Elsayed等研究了复合材料情况下的柱形耐压壳稳定性,通过对其椭圆半径、环肋距离以及复合材料各层厚度和纤维方向进行优化设计,大大使得浮力系数得以降低;崔维成等在现有球形耐压壳规范的基础上,通过有限元数值模拟和静水压力试验分析,为深海球形耐压壳的强度预测建立了经验公式。
1.2.2蛋形生物学特性研究现状
蛋类作为自然界一种有生命的个体,其结构较为复杂,一般来说包含三个部分:气室,粘性液体(蛋黄和蛋白)以及蛋壳。蛋壳作为孕育生命的载体,给内部小生命提供了一个安全而又舒适的环境,保证内部生命安全孕育直到破壳而出。显然,从蛋壳的结构来看,蛋壳需要支持内部生命以及自身的重量,而这点无非是蛋壳最好的诠释,它可以很好的通过面应力抵抗外载荷,但其抵抗集中载荷则要差很多,且会极易破坏而失效。
蛋壳是一种具有正高斯曲线的旋转壳,往往其力学特性是研究的焦点。Coucke等通过有限元软件,从其动静刚度的角度进行深度研究,并得出结论:厚度是对静刚度影响大的因素,形状系数是对动刚度影响大的因素;Darvizeh等也借助于有限元软件,数值模拟了对蛋壳施加单向力进而研究其相应的变形与强度大小;姜松等通过改变不同的加载方式,研究了鸡蛋处于动态载荷下时力学特性的影响规律。
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