自动流量平衡阀电磁辅助实体模快速制造技术研究

论文摘要

本文通过对自动流量平衡阀电磁辅助实体模快速制造技术的研究,对电磁辅助实体模快速成形技术在实际生产中的应用作了初步探讨。电磁辅助实体模快速成形技术是一种新型拉延件生产工艺,通过利用一系列排列规则的、相对高度可调的单元体,自由地构造出成形面,然后借助电磁粉辅助修形技术,使单元体与磁性材料粉末成为一体,成为一个整体模具;最后由压力机驱动单元体群,实现板材的三维曲面成形。电磁辅助实体模成形技术的基本思想是从整体到离散,再从离散到整体。该技术不仅具有多点成形技术的优点,而且同时具有传统实体模成形精度高、表面光滑、美观的优点,可满足不同行业钣金件的生产需要。具体研究内容如下:(1)将逆向工程和曲面重构应用到自动流量平衡阀电磁辅助实体模快速制造技术中,对阀芯实物三维数据的采集和预处理进行了研究,用B样条曲线对阀芯曲面进行曲面重构。(2)对重构后得到的阀芯曲面,解决了单元体调节高度的计算问题,用参数双三次样条曲面重构阀芯曲面,对于曲面较平缓的(由给定公差作为判别依据)部分,则以双线性插值曲面来拟合,从而确定单元体的调节高度。(3)本文针对控制系统的执行机构设计与制作了控制单元,该单元以微控制器为核心,包括通讯接口电路、时钟电路、看门狗电路、光电隔离、驱动电路和反馈电路,实现了通讯、数据采集、数据处理和控制执行机构等功能。对上、下位机的软件进行了设计。(4)对磁场屏蔽进行了研究,设计了适合电磁辅助实体模快速成形技术需要的屏蔽体。(5)针对几种规格的自动流量平衡阀阀芯,从单元体的选择、工件的定位以及冲压成形过程,对自动流量平衡阀阀芯电磁辅助实体模快速制造加工过程进行了研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 自动流量平衡阀概述
• 1.1.1 自动流量平衡阀应用介绍
• 1.1.2 自动流量平衡阀阀芯
• 1.2 电磁辅助实体模快速成形技术简介
• 1.2.1 电磁辅助实体模快速成形系统整体结构
• 1.2.1.1 机械部分
• 1.2.1.2 电气控制部分
• 1.2.2 电磁辅助实体模快速成形技术磁场设计
• 1.2.2.1 修形磁场的设计
• 1.2.2.2 夹紧磁场的设计
• 1.3 本文研究的意义及主要内容
• 1.3.1 本文研究的意义
• 1.3.2 本文研究的主要内容
• 第2章 自动流量平衡阀阀芯曲面重构
• 2.1 阀芯电磁辅助实体模快速制造技术中的逆向工程
• 2.2 阀芯实物三维数据测量与预处理
• 2.2.1 点云数据的预处理
• 2.2.1.1 噪声点的去除
• 2.2.1.2 点云数据的光顺处理
• 2.2.1.3 点云数据的精简处理
• 2.3 阀芯曲面重构
• 2.3.1 B-Spline曲线曲面的数学描述
• 2.3.2 曲面的重构
• 2.4 本章小结
• 第3章 单元体调节高度的计算
• 3.1 单元体高度的计算模型
• 3.2 双线性插值曲面拟合条件下单元体高度的计算
• 3.2.1 双线性插值曲面重构
• 3.2.2 计算分析
• 3.3 参数双三次样条曲面离散条件下单元体高度的计算
• 3.3.1 参数双三次样条曲面重构
• 3.3.2 参数双三次曲面片离散
• 3.3.3 单元体高度的计算
• 3.4 本章小结
• 第4章 调形控制系统功能要求
• 4.1 调形控制系统功能要求
• 4.2 通讯总线
• 4.3 控制系统的硬件设计
• 4.3.1 单元体与直线步进电机的连接方式
• 4.3.2 单元体调形控制单元设计
• 4.3.3 控制单元工作原理
• 4.4 调形控制系统的软件设计
• 4.4.1 上位机软件设计
• 4.4.1.1 上位机通讯程序设计
• 4.4.1.2 调形软件的程序流程
• 4.4.2 下位机软件设计
• 4.5 本章小结
• 第5章 电磁场屏蔽
• 5.1 引言
• 5.2 电磁场屏蔽理论
• 5.2.1 低频磁场屏蔽
• 5.2.2 高频磁场屏蔽
• 5.2.3 屏蔽材料的选择
• 5.3 屏蔽体设计
• 5.3.1 铁磁材料的磁导率
• 5.3.2 铁磁性导体磁屏蔽计算分析
• 5.3.3 屏蔽体磁场屏蔽分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 自动流量平衡阀阀芯冲压成形
• 6.1 自动流量平衡阀阀芯加工尺寸
• 6.2 单元体结构的选择
• 6.3 精确下料
• 6.4 工件的定位
• 6.5 冲压成形
• 6.5.1 系统工作原理
• 6.5.2 冲压成形过程
• 6.6 本章小结
• 总结与展望
• 论文工作总结
• 今后工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢