[00993297]复杂曲面机械产品成型工艺及性能检测关键应用技术

1、应用领域和技术原理：项目针对家电、汽车、兵器工业、压力容器、化工和生活用具等行业的大型复杂曲面机械产品成型工艺及性能，采用先进检测方法存在因获得的海量数据不能及时处理实现快速检测和敏捷制造等问题，力求对关键部件成型工艺进行优化并对检测获得的数据处理技术进行深入研究。该项目历时数年，在省市基金等项目的资助下，取得了系列突破性研究成果，解决了项目开发中所遇到的诸多关键性技术问题。主要研究内容包括：(1)研究并完成了1.5MW风力发电制动器高速轴制动器的结构工艺设计及成型制造。采用新型镁基复合材料替代传统的铜基复合材料，以镁合金AZ91为基体，碳化硅晶须为增强相，研究了碳化硅晶须的分散、粉末冶金法制备镁基复合材料制备技术以及碳化硅晶须对镁基复合材料性能的影响；(2)研究光学检测方法对不锈钢-铝等先进材料的成形极限问题以及具有复杂曲面产品的三维光学检测海量点云数据的融合技术，提出了一种针对双金属板的应变计算方法；(3)针对板料成形回弹前后的几何形状，采用三维光学非接触检测方法来获取并进行三维对比分析；以冰箱门外壳为研究对象，通过将点云数模与原始CAD数模对比，其法线距离上的差值即是精确的回弹值，从而实现对冰箱外观钣金件冲压回弹效果的评价；(4)研究并完成了家用空调连接管铜铝复合管替代铜管问题。连接管体采用铜管、铜阀，须与铜螺母连接才能正常生产。设计了一种将铜铝复合管中的铝制内层切割剥离，铜制外层向内翻并挤压，模具打喇叭口新式喇叭口的制作装置，解决了直接用复合管打喇叭口产生电化腐蚀问题；(5)采用MEMS技术提供一种基于压电叠堆的结构紧凑、成本低廉且无需考虑灰尘问题的敞开式封装的弹性体预紧的微位移驱动器。2、技术经济指标：产品成型工艺及性能检测过程中所需的几何形状精度达到0.05mm/m；相同的海量数据和硬件条件下，运算时间在原来基础上缩短30%。在河南省内企业郑州辰维科技股份有限公司，省外广东志高空调有限公司等企业应用至今，创造效益超过5亿元。3、成果的创新性和先进性、授权专利情况：项目对机械产品成型工艺、成型过程及过程中涉及性能检测方法进行了深入研究，实现成型工艺、新材料替代、处理算法等多个方面关键技术的实现。进行省级科技成果鉴定4项，鉴定意见均显示，在国内所检索文献范围内，未见与该项目运用技术特点完全相同的公开文献报道，均达到了“国内先进水平”。研究期间发表代表性论文8篇，其中SCI检索2区以上文章6篇，核心论文1篇；授权发明专利10项。4、作用意义：项目对典型复杂曲面机械产品成型工艺及新材料替代进行了深入研究，研究工作及成果对丰富数据处理及云计算理论，发展数值算法在光学检测和逆向工程、材料科学、数字化设计与制造性方面的交叉研究具有重要的理论意义及工程应用价值。