压力机成形工艺研究与主运动机构优化设计

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高端仪器设备和工业母机

智能制造与装备

技术领域：先进制造

榜单金额：300 万

合作方式：联合攻关

发布日期：20241201

截止日期：-

需求发布单位：江苏亚威机床股份有限公司

关键词：金属成形航空航天冶金化工汽车制造机械电子压力机成形仿真工艺曲线 NURBS拟合最优尺寸求解

小果解读

需求的背景和应用场景

随着现代工业的快速发展，金属成形产品日益复杂，对表面质量的要求不断提高，同时生产周期也需不断缩短。压力机作为工业基础装备的重要组成部分，在航空航天、冶金化工、汽车制造、机械电子等多个领域发挥着关键作用。当前，市场对机械压力机的要求不仅限于高效率和高精度，更强调其稳定性和对不同冲压工艺的适应性。江苏亚威机床股份有限公司在面临国内外激烈的市场竞争下，认识到在成形工艺研究和主传动机构优化设计方面与国外先进技术存在差距，急需突破这些核心技术，以提升国产压力机的性能，加强产品竞争力，并打破国际领先公司的技术垄断。

要解决的关键技术问题

成形工艺研究：

成形仿真分析与测试闭环验证：需要建立基于成形仿真软件的准确分析方法，研究模具、润滑、材料及工艺曲线对成型效果的综合影响，并构建相应的测试验证方法和平台。
成形工艺曲线关键特征点快速确定与拟合：针对典型工件，快速确定其成形工艺模式及曲线特征点参数，运用NURBS等先进拟合算法进行工艺曲线的精确拟合。

主传动机构优化设计：

传动机构最优尺寸求解算法：基于成形工艺曲线，结合效率与寿命要求，开发算法以求解最优机构尺寸。
基于加工、装配误差的传动机构间隙调整算法：针对现有加工能力限制，开发间隙调整算法，确保传动机构的高精度运行。

效果要求

技术指标：
成形工艺研究应达到壁厚变化率20%以内、工件角度误差≤1°，且工件无起皱、开裂现象。
传动机构最优尺寸求解算法所确定的机构实际效率与目标误差需在±10%以内。
通过传动机构间隙调整后，滑块运行精度需达到±0.5mm。
成本效益与竞争优势：
技术突破将显著提升国产压力机的性能，缩短与国外先进技术的差距，降低对进口设备的依赖。
提高生产效率和产品质量，降低生产成本，增强市场竞争力。
通过联合攻关的合作方式，促进产学研用深度融合，加速科技成果的转化应用。
创新性：
研究成果将推动压力机成形工艺和主传动机构设计的理论创新和技术进步。
为行业提供新的技术解决方案，促进整个机械压力机行业的升级换代。

需求描述

1、技术需求目前江苏亚威机床股份有限公司对压力机研究需求主要集中于成形工艺曲线与主传动机构设计。成形工艺曲线方面，目前亚威对于相关研究处于起步阶段，急需解决根据工件、材料、模具等进行工艺曲线规划问题以及后续工艺成形闭环验证平台的搭建。主传动机构研究方面，目前公司急需建立根据工艺曲线的主传动机构最优尺寸求解算法的开发，以满足公司对市场不同成形需求下的结构快速设计。限于目前加工能力，需要开展基于加工、装配误差的传动机构间隙调整算法的开发。 2、需求背景及应用方向随着现代工业的发展，金属成形产品越来越复杂，表面质量要求越来越高，生产时间要求越来越短。作为工业基础装备重要的组点，广泛应用于航空航天、冶金化工、汽车制造、机械电子等工业领域。现代制造技术的发展迫使机械压力机不仅需要满足高效率和高精度的要求，而且应具有更高的稳定性，并能适用于不同的冲压工艺。尤其在成形工艺研究、主传动机构优化设计这两项关键技术上，与国外人就存在一定较大的差距，急需攻关相关核心技术，以突破国际领先公司对压力机的相关核心技术的垄断。大幅提升国产压力机性能，加强产品竞争力。 3、技术难点（1）成形工艺研究。成形仿真分析与测试闭环验证：基于成形仿真软件，建立较为准确的仿真分析方法，研究模具、润滑、材料以及工艺曲线对成型效果的影响并完成测试验证方法的建立与测试平台的搭建；成形工艺曲线关键特征点快速确定与拟合：基于典型工件，快速确定其成形工艺模式以及曲线各个特征点参数，并采用NURBS等拟合算法进行工艺曲线的拟合。（2）主传动机构优化设计。传动机构最优尺寸求解算法的建立：基于成形工艺曲线，根据效率与寿命要求，进行对应最优机构尺寸求解。 4、技术指标/成本要求（1）基于本需求所提及工艺成形研究，其收敛指标基于典型工件成形效果指标如下：壁厚变化率20%以内、工件角度误差≤1°，工件无起皱、开裂；（2）传动机构最优尺寸求解算法所确定机构实际效率与目标误差在±10%；（3）通过传动机构间隙调整后，滑块运行精度达到±0.5mm。