智能制造背景下高分子材料成型工程实践课程建设及探索

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智能制造是我国制造业转型的重要方向,未来需要更多满足智能制造需求的专业人才.在此背景下华中科技大学工程实践创新中心对实践教学平台进行了全新升级,新建了高分材料成型工程实践平台,以高分子材料成型实践教学为例,从教学硬件建设和教学软件建设等方面进行了探索.
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环形凸筋作为油箱箱体中的主要零件,其压制成形的精度和质量直接影响整个油箱的强度.通过对环形凸筋结构的分析,设计出合理的环形凸筋模具.经过生产实践,该模具压制成形的环形凸筋尺寸符合要求.在此基础上,利用UG将模具进行参数化设计,针对不同规格的环形凸筋,只需输入主要参数数值即可快速生成三维模型,大大提高了模具设计效率,保证了整个油箱的强度和生产进度.
汽车侧围尾灯位置的翻边结构由于点焊焊钳空间的需求容易导致成形起皱和外观圆角不顺的质量问题,在冲压工艺上通过减小过拉伸量或夹料翻边,在制件设计上通过减少翻边角度和增加吸皱特征可以有效解决此类问题.
在大型金属锻件增材制坯过程中,其初始圆饼坯料采用在模具中闭式镦粗的方法来进行初步制备.该制备过程对模具有很高的要求.根据坯料吨位设计了两种模具.通过公式计算,对于80t YB65坯料,H13模具本体壁厚应大于246.6mm;整副模具包含了开合式模具本体、锁紧装置、凹槽、保温层、套筒等关键结构,以满足高质量坯料的成型需求.
介绍了一种旋转顶出脱内倒扣的结构,此结构可应用在深腔类注射模无法通过斜顶脱倒扣的情况.洗碗机内胆模具属于典型的中大型深腔注射模,塑件底部有3个卡扣需要设计脱倒扣机构实现出模.由于模具型芯高度太高,常规斜顶需要做到600mm以上且截面积小于10×10mm,斜顶在模具使用过程中极易弯曲或折断.该结构通过固定在顶出板上的轴承座以及旋转控制导轨实现顶出-旋转-顶出的动作,使塑件脱离倒扣,代替了传统斜顶.此机构可以提高模具寿命,降低维护成本.
根据汽车拉线接头塑件的工艺特点,设计了该塑件注射模的结构并分析了模具工作过程.该模应用开放式热流道转冷流道侧浇口一点进胶,一模两腔,卧式注射成型;使用NX软件设计了模具分型面,因塑件尺寸较小,空间受限,创新设计了滑块底部带滑块的脱模机构;为了保证滑块底下司筒的安全,设置了顶棍拉杆式先复位机构;利用MoldFlow软件构建了冷却水路,并对模具注射时间、翘曲量等进行仿真模拟,确定理想注射参数以指导生产.
厚板冲孔模凸模作为易损件,发生断裂现象会对机床设备、操作工自身安全都有重要影响.从实际冲孔模使用过程中出现的凸模断裂现象,结合理论知识及现场情况对凸模断裂原因进行分析研究.提出了改进措施,提高凸模稳定性,降低凸模断裂概率.
通过对辅助夹具的制造工艺流程的分析,在制造工艺工程师确定工件使用情况后,确定加工时的重点管控尺寸,再对工件结构进行分析,确定制造工艺流程.同时,充分考虑各个工序的加工能力与加工范围,充分考虑工件在流转时,各个工序之间基准正确的传递.一名优秀的制造工艺工程师编制的制造工艺流程不仅能减少加工周期、节约加工成本,同时也能使各个工序的加工设备利用率达到最大化.
分析了吹塑模具结构并以此作为研究对象,基于Vericut仿真平台下对数控多轴铣削加工程序后处理NC代码进行多轴仿真验证,在仿真环境下构建5轴机床结构和运动链进行碰撞检查和NC程序代码检查,构建起多轴加工虚拟仿真与现实加工环境的真实映射对应关系,为提升吹塑模具多轴加工安全性和成品率打下基础.
从3D打印工艺参数“厚度、壁厚、温度、速度”等方面,探讨了打印工艺参数对3D打印的铸模模型尺寸的影响关系,利用正交试验确定打印参数对尺寸影响的主次顺序,并确定工艺参数的最优组合,为实际应用中优化打印工艺参数提供参考依据.
抽芯机构是压铸模常见的机构之一,当铸件具有与开模方向不同的内外侧凹时,模具需要侧面分型,先将抽芯抽出,然后顺利顶出铸件.雨刮器臂座侧面孔为倒扣结构,需要做成抽芯结构.前期模具设计采用大方形抽芯镶拼结构,在实际生产过程中,方形抽芯断裂频繁,备件制造工序长,加工周期长.后期,对抽芯结构进行改进,改为小异形抽芯镶拼结构,减少抽芯应力集中,提高抽芯使用寿命,降低抽芯制造成本和缩短制造周期,现该结构已普遍用于臂座压铸模.