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本发明多源约束类复杂曲面零件精密加工预处理方法属于复杂曲面零件精密加工领域，特别涉及多源约束类复杂曲面零件精密加工预处理方法。本发明对复杂曲面零件进行约束源分析，先确定零件类型，根据目标曲面最终面形的约束源类型，分析约束间的耦合作用机理，建立约束源之间的耦合关联模型，以满足性能指标为目标，找出对目标曲面的面形起决定作用的以性能指标为驱动的性能相伴曲面，确定通过调整几何约束以满足性能要求的修磨补偿方法，求得目标曲面各点区域的加工余量分布，最终确定满足性能指标的目标曲面精确面形。本发明提高了该类复杂曲面零件精密加工的效率和精度，使零件同时满足几何要求和性能要求。

配完成，效率低、周期长且模具工作型面表面质量无法保证。本成果在深入分析了影响大型汽车覆盖件模具凸凹模工作型面贴合率影响因素的基础上，研究提高贴合率的数字化分析与设计方法，建立了基于汽车覆盖件拉延减薄和模具在成形力下的弹性变形量耦合的精细模面设计方法。利用基于型面变形补偿的汽车覆盖件模具型面设计系统及方法后，调试周期缩短了30%，大大的提高了模具工作型面调试效率，缩短了模具的制造周期，创造了良好的经济效益，提升了企业核心技术能力的同时提高了企业的竞争力。本项目的研究成果已经成功在多家大型汽车覆盖件模具企业进行了大量的工业化应用，已为国内外知名汽车公司的大型覆盖件模具项目提供了高质量的模具。项目对改变我国汽车高档模具主要依赖进口的现状、促进天津市装备制造业的发展具有重要意义。

项目简介 化工设备及化工设备是在高温、高压及腐蚀环境下工作的机械设备，其零部件的安全可靠工作是整个生产装置的安全运行的基本保障。化工机械零部件的脆性破坏，对化工装置的安全生产危害性极大。它无先兆、容易引起重大事故。我们采用数值分析方法，对化工设备常用零部件的受力情况进行分析计算，运用金相分析及扫描电镜等手段对零部件断口的组织特征及微观形貌进行分析；采用化学分析方法及微区能谱分析方法对断口物质成分进行分析；采用断裂力学分析方法根据断口的形成过程对零部件的破坏进行断裂力学参量分析。应用情况 运用以上方法及手段，对武汉石油化工厂聚丙烯装置活化剂管道连接螺栓的突然破坏、原油加热装置热电偶管的突然破坏及催化装置浮头式换热器小浮头连接螺栓的突然破坏进行了失效分析，找出了导致零部件发生脆性突然破坏的原因，为采取有效措施防止此类破坏提供了参考依据，为整套装置的安全运行起到了一定的保障作用。

本项目针对车身覆盖件的特点，结合典型成功案例，建立了基于结构和功能的分类制件冲压工艺知识库；开发了面向复杂外覆盖件的专用模板化模具设计系统、BOM自动生成系统、标准件综合管理与调度系统，提高效率30%；开发了基于真实压力机状态下模具结构的受力变形补偿系统，修正了凸凹模之间不等厚度间隙数值，显著减少了钳工研合工时，提高了首次件的合格率。解决了高档轿车外覆盖件用高精度复杂模具在工艺、设计、制造、装配、精度保证等方面的众多难题，建成了高档轿车外覆盖件用高精度复杂模具产业化基地，提升了作为天津市支柱性产业之一的汽车行业的整体水平，改变了目前国内高档轿车关键模具依赖进口的局面。项目在天津汽车模具有限公司应用后，已生产35个项目的侧围零件，产值1.3个亿。项目达产后，侧围、翼子板类高精密复杂外覆盖件模具年产量达到110套。技术成果应用到天汽模其它类型模具生产，年产量达到3000-4000套，产值10个亿，利税2.8亿,出口创汇6000万美元。经天津市高新技术成果转化中心组织专家鉴定，结论为国际领先水平。

项目简介 针对制约我国机械装备行业发展与提升的复杂关键零部件再设计与快速加381 工等技术瓶颈，以影响整机性能的机械装备凸轮、汽轮机叶片、螺杆压缩机转子、 增压器叶轮等为研究对象，着力构建未知自由曲面复杂零件再设计技术与数据点 云直接加工技术的集成创新，使再设计效率和直接加工精度得到极大提高，技术 水平和产业化成果达到国内同类研究和应用的领先水平。 技术指标 (1)未知自由曲面复杂零件的高精高效数字化技术。研究了基于蚁群算法和 遗传算法的多特征测量路径规划技术、曲率连续自适应测量技术、BP 人工神经 网络重定位技术、Delaunay 半径补偿技术等，开发了“复杂未知自由曲面三维智 能测量系统”，为高精高效数字化奠定了基础。 (2)基于多分辨分析的曲线曲面控制顶点光顺技术。针对传统光顺算法计算 效率极低，细节难于保留等问题，研究了二进小波多分辨快速光顺技术和有理数 尺度小波的任意分辨率光顺技术，首创了“曲线曲面多分辨分析光顺系统”，兼 顾了光顺的整体性和局部性。 (3)复杂零件的三维再设计质量控制技术。针对多分辨光顺尺度无法确定， 光顺效果评判手段有限等难题，研究了基于线性假设和逆问题的多分辨光顺精度 控制技术、基于极限反射法的曲面品质分析技术，开发了“极限反射法曲面品质 分析系统”，实现了光顺尺度的快速反算，消除了视点和光源对评判结果的影响。 (4)双映射法数据点云直接加工技术。针对 CAD 建模及传统数控加工所引起 的累计误差，研究了双映射散乱点云结构拓扑技术、数据点云全干涉检查技术、 无干涉刀具加工路径规划技术，开发了“数据点云直接刀具规划与加工系统”， 实现了数据点云的直接加工，填补了国内在该领域的空白。 效益分析 项目研究成果使系统的测量精度提高了 1 个数量级，测量效率提高了 3 倍以 上，再设计周期缩短了 30%，在机床允许条件下，未知原型零件的直接加工精度 可达μm 级。项目成果在无锡透平叶片有限公司、无锡压缩机股份有限公司和无 锡沃凯精密机械制造有限公司等得到成功应用，研究成果获发明专利 7 项，软件 著作权 7 项，发表论文 64 篇，SCI 收录 9 篇。 应用情况 本成果有助于提升企业研发实力与效率，降低研发成本，提升企业技术水平 和核心竞争力。首创的数据点云直接加工技术，缩短了企业的工艺流程，提升了 产品的加工效率与制造精度，降低了废品率，对企业的节能减排和绿色制造同样382 有显著作用。项目在机械装备行业有极好的推广应用价值和社会效益。

传统的机器或机械零件的产品开发模式是必须开发出实物样机或样品，并对其进行静强度或动态性能测试，然后再进行设计修改，这样要重复好几次上述过程，才能设计制造出合格的产品。这需要花费大量的时间与金钱成本，已经跟不上日益变化的市场的需要。本成果采用了先进的虚拟仿真技术，对计算机中的机器的3维几何模型，可容易地进行编辑、修改，并检验其制造的可能性，生产成本，能否容易装配。另外，可以对其3维几何模型附于物理属性，能模拟其工作状态，可进行运动学、动力学、热力学、强度、振动分析仿真，也就是说，在设计阶段(不需要制造出实物)，就可以把握住机器或机械零件的静态与动态性能，最终可以设计制造出低成本、高性能的机器。 该成果适用于任何大中小型机器及其零部件。 本成果已经应用到国内外多家著名公司，如摩托车的动态力学性能的仿真分析,计算机硬盘系统的静态与动态性能的仿真分析,配气机构的动力学优化与分析,大型曲轴车床整机动静态性能分析与优化,渐开线齿轮的精密接触分析与优化。

其他成果/n本发明公开了一种车身铝合金管件固溶-弯曲-时效成形装置及方法，该装置包括加热机构和弯曲机构；加热机构包括感应线圈和高频电源，感应线圈套设在管件弯曲部的外周，感应线圈与高频电源连接；弯曲机构包括弯曲模、静夹块、防皱块、动夹块和钢/柔性芯模，管件的弯曲部放置在弯曲模上，管件的一端由静夹块和防皱块夹在弯曲模上,管件的另一端由动夹块夹紧，钢/柔性芯模设置在管件内，其中静夹块、防皱块以及动夹块为分体式设计，弯曲模为镶块式设计，利于加工水道，便于磨损后更换，弯曲模、静夹块、防皱块和动夹块内均开设有用于通冷却水的蛇形通道。本发明可显著提高铝合金管材的强度、硬度以及成形精度，有效解决管材弯曲淬火后的回弹问题。

该项目针对 30CrMnMoTiA, 30CrNi3A、25Cr2Ni4WA 和 Nil9Co9Mo5 四种含铭、線合金钢难磷 化及磷化膜耐蚀性能低的实际生产难题，深入研究磷化膜的形成过程和磷化机理, 探讨含铭、線合金钢难磷化的内在原因；通过工艺优化，开发出了解决上面4 种合金难磷化问题的高温镒系黑色磷化新技术，开发了新工艺，应用于某厂，建 成了年处理各类零件1200万件的磷化生产线一条，使废品率由原来的8~10%降 低为现在的0.5%以内。每年产生直接经济效益近600万元，节约成本150万元。

项目概况 军事工业中的弹药部件、微波通讯器材中的壳体、汽车中的安全气囊、压缩机中的涡旋壳体等都属于铝合金壳体类零件。这些铝合金壳体都是具有异型型腔的盲孔类零件，其尺寸精度要求高、内孔型腔复杂和光洁度要求相当高，而且内孔侧壁与底面相交部分的圆角半径极小，内孔侧壁相交部分的圆角较小。 对于形状复杂、型腔深度较浅的盘状类铝合金壳体以及型腔深度较深的筒形类铝合金壳体，采用精密锻造成形工艺及模具等成套加工技术在硬铝合金如2A12、锻铝合金如6063和6061、超硬铝合金如7A04等铝合金壳体的大批量工业生产上获得了应用，达到了高效、经济、精密制造加工的目的。主要特点 采用精密锻造成形加工技术为军事工业、通信器材和汽车等装备上使用的量大、面广的铝合金壳体类零件的精密制造提供坯件，是提高生产效率、降低制造成本的关键技术。它解决了我国国内在汽车、通用机械、微波通信、军事工业等生产企业中普遍采用的数控加工方法加工这类铝合金壳体中存在的材料消耗大、生产效率低、能源消耗大、生产周期长和制造成本高等一系列问题，为铝合金壳体零件的生产提供一种实用、可靠、高效、经济的制造工艺。技术指标 对于铝合金壳体类零件，目前国内普遍采用数控车床、数控加工中心来加工这类壳体，这种加工方法可以得到合格的铝合金壳体；但该加工方法的材料利用率极低、生产效率低（只能采用小直径的铣刀，因此每次机加工量较小，需要很长的加工时间）、能源消耗大、生产周期长以及制造成本很高，因此国内企业的生产规模不大、产量不高，难于同国际相关行业竟争。 国内有些企业曾采用精密压铸技术来生产这类铝合金壳体，但由于压铸的铝合金壳体的内孔型腔光洁度差、壳体内始终存在着气孔和夹杂等铸造缺陷，使铝合金壳体的机械性能大大降低；难以达到铝合金壳体类零件的使用性能要求。 采用精密锻造成形工艺进行铝合金壳体类零件的生产，具有如下技术优势：（1） 壳体组织致密、表面光洁；（2） 材料利用率高，可达到70%～90%；（3） 生产效率高，可班产1000件～1500件。（4） 尺寸一致性好；（5） 设备投资少。市场前景 该项目的推广应用，既可节约贵重的铝合金材料，又能大大提高生产效率、减少加工工序，能显著降低制造成本；因此，具有显著的社会效益和经济效益。