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作者：冯明益燕山大学

学位级别：硕士

随着工业生产的发展，各种新材料不断地被开发出来，新成形工艺与新制造技术也在逐步提高，这就要求在汽车车轮生产领域，需对液压机的传统形式进行革新设计，以改善其性能，提高其效率。为满足现代化车轮制造的实际要求，本文通过对模... 详细信息

随着工业生产的发展，各种新材料不断地被开发出来，新成形工艺与新制造技术也在逐步提高，这就要求在汽车车轮生产领域，需对液压机的传统形式进行革新设计，以改善其性能，提高其效率。为满足现代化车轮制造的实际要求，本文通过对模锻液压机机身结构较为深入的研究，提出了两种筒形结构的新式压机设计方案，这不仅使专用于合金轮毂制造的压机形式更为丰富，而且其与传统形式的液压机相比，在适用性和先进性上均具有一定优势。本文根据车轮模锻液压机的主要性能参数和参考已有大型锻造压力机的结构设计经验，提出了两种新型专用于汽车车轮制造的模锻液压机结构形式，一种为有液压缸的剖分式框架筒形结构（简称A型）;另一种为无液压缸的框架一体式筒形结构（简称B型）。利用三维建模软件UG对这两种结构进行实体建模，并对液压缸、框架等关键部件绘制出详尽的工程图。为校核机身的刚度与强度，本文将用UG建立的几何模型导入大型通用有限元分析软件ANSYS中，通过材料属性定义、网格划分等步骤得到有限元模型，之后进行静力分析。在压机公称力作用下，确定了机架的受力危险点的位置，得出了关键部件等效应力和变形云图。此外，由于液压机工作过程中频繁的加载卸载，使机身有一定的振动，为了解新式液压机的动态特性，通过对机架整体进行模态分析，提取前六阶固有频率下的振型，研究各阶模态对机架产生的影响，从而评价结构的动态特性是否符合要求，以避免工作过程中产生共振，这为机身的可靠性设计提供了参考依据。

关键词：圆筒形液压机有限元分析 ANSYS 固有频率模态分析

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轿车轮毂质量信息集成方法及其实现技术研究

轿车轮毂质量信息集成方法及其实现技术研究

作者：王燕红燕山大学

学位级别：硕士

计算机辅助质量管理系统(CAQ)和计算机集成质量系统(IQS)是企业实现CIMS及其它先进生产模式的基础和重要组成部分，对制造企业在战略和策略上均有十分重要的意义。本文系统地阐述了质量管理的发展、2000版ISO9000族标准的管理思想，分... 详细信息

计算机辅助质量管理系统(CAQ)和计算机集成质量系统(IQS)是企业实现CIMS及其它先进生产模式的基础和重要组成部分，对制造企业在战略和策略上均有十分重要的意义。本文系统地阐述了质量管理的发展、2000版ISO9000族标准的管理思想，分析了质量信息集成系统的开发与应用需求。以轮毂制造企业为原型，以实现轿车轮毂制造业的质量信息集成为目标，给出了质量管理体系的集成结构，研究了实现2000版ISO9000质量管理体系集成模型。提出了轮毂制造质量信息集成方案、质量信息系统功能模型，能够很好地与轮毂产品的全生命周期管理相适应，对制造业质量管理具有重要参考价值。本课题开发的质量信息集成系统软件能够全面、准确、及时地采集质量信息，并对质量信息进行统计分析，实现对质量控制点及质量关联要素的追溯，完成对供应商、相关人员、单位的评价，实现生产现场数据信息同步与共享，能够更加敏捷地实时反映企业质量信息，实现质量控制。该系统界面友好，使用方便，规范安全，维护性好。本系统软件的开发对轮毂制造全行业的质量管理具有较高的应用价值。

关键词：计算机辅助质量管理系统计算机集成质量系统质量管理质量信息集成轮毂

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基于机器视觉的轮毂在线识别系统研究

基于机器视觉的轮毂在线识别系统研究

作者：柴汝刚燕山大学

学位级别：硕士

机器视觉识别技术具有非接触、效率高、精度高、在线实时性等优点,对提高生产的柔性和自动化程度有重要作用,是实现现代集成制造技术的基础。本文在分析了机器视觉在现代生产中的应用的基础上,对机器视觉识别技术在汽车轻合金轮毂成型... 详细信息

机器视觉识别技术具有非接触、效率高、精度高、在线实时性等优点,对提高生产的柔性和自动化程度有重要作用,是实现现代集成制造技术的基础。本文在分析了机器视觉在现代生产中的应用的基础上,对机器视觉识别技术在汽车轻合金轮毂成型生产线上的在线识别应用进行研究。本文结合机器视觉、图像处理和模式识别、工程控制技术,利用工业CCD传感器和运动控制卡等硬件,在Visual C++6.0环境下,根据需要提取的轮毂特征信息,采用霍夫变换、边缘提取等算法,对机器视觉识别系统进行软件开发,实现对轮毂的图像采集、图像处理、位置识别、特征窗口识别,在图像处理模块中,采用了Intel开源的图像处理库OpenCV。经过摄像机标定后得到的轮毂位置信息,通过运动控制卡对机械手进行引导和定位,实现了轻合金轮毂成型生产线上,机器人自动上下料、自动钻孔、自动搬运和自动码垛。通过工程验证,本识别系统实现了对生产过程中需要的轮毂特征信息的准确提取,提高了轮毂成型的生产效率,克服了用人工手动装夹、钻孔和分拣效率低的弊端,为机器视觉在轮毂成型生产线上的应用做了有益的尝试和探讨。

关键词：机器视觉图像处理摄像机标定轮毂 CCD VC++6.0 OpenCV

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铝合金轮毂强力铸造工艺研究

铝合金轮毂强力铸造工艺研究

作者：胡孟达燕山大学

学位级别：硕士

近年来,铝合金轮毂在汽车市场上的使用率越来越高,市场份额占比越来越大,已经逐步取代钢制轮毂成为首选。从整体情况来看铸造轮毂的价格相对较便宜但是性能一般,而锻造轮毂虽然综合性能较好但是价钱较高。目前市场上大部分轮毂都采用铸... 详细信息

近年来,铝合金轮毂在汽车市场上的使用率越来越高,市场份额占比越来越大,已经逐步取代钢制轮毂成为首选。从整体情况来看铸造轮毂的价格相对较便宜但是性能一般,而锻造轮毂虽然综合性能较好但是价钱较高。目前市场上大部分轮毂都采用铸造方式生产。重力铸造和低压铸造是国内常用的轮毂铸造工艺,但上述两种工艺均存在补缩能力不足的问题。针对此问题,本文提出了铝合金轮毂强力铸造新工艺。它是指金属液以中心无卷气导流控速方式充型以后,通过加压装置对密闭型腔实施强力补缩,在较高的压力下凝固成形的一种工艺方法。它既秉承了重力铸造和低压铸造的优点,又由于其补缩压力大,铸件性能有了很大的提升。本文对铝合金轮毂强力铸造工艺的原理和成形过程进行了阐述和分析,并以一款十辐轮毂为例进行了数值模拟分析和生产试验验证。首先,采用数值模拟仿真软件对铝合金轮毂强力铸造工艺自然冷却条件下的经验参数进行了模拟研究,分析了充型过程中的流场、凝固过程中的温度场以及缺陷状况。其次,分析了模具预热温度、浇注温度、补缩压力对铸件质量的影响。结果表明:最佳模具预热温度为300℃、最佳浇注温度为700℃,增大补缩压力能够显著的降低缩孔缩松缺陷。再次,分析了冷却工艺对铸件质量的影响。采用风冷以及采用水冷明显的减少了缩孔缩松缺陷。最后,进行了铝合金轮毂强力铸造生产试验,最终产品的综合性能较传统铸造工艺生产的轮毂有了大幅度的提升。证明了该工艺的合理性,它是一种优良的铝合金轮毂成形新方法。

关键词：铝合金轮毂强力铸造数值模拟工艺优化

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车轮成形旋压机控制系统研究

车轮成形旋压机控制系统研究

作者：李彦燕山大学

学位级别：硕士

本文以开发车轮成形旋压机控制系统为目标,涉及液压比例系统和CNC控制系统两个方面,重点分析了液压比例系统建模仿真以及旋压机数控系统的上下位机软件设计,最终通过对可编程多轴运动控制器PMAC卡的应用和开发得以实现,取得了良好效果... 详细信息

本文以开发车轮成形旋压机控制系统为目标,涉及液压比例系统和CNC控制系统两个方面,重点分析了液压比例系统建模仿真以及旋压机数控系统的上下位机软件设计,最终通过对可编程多轴运动控制器PMAC卡的应用和开发得以实现,取得了良好效果。本控制系统采用工业控制计算机和PMAC卡构成主从式结构,作为系统的控制中心。首先介绍了液压比例系统在数控设备中的重要作用,阐述了液压系统的设计方案及液压元件的选型,详细分析了比例阀控缸的建模与仿真。然后阐述了数控旋压机控制系统的总体框架结构及工作原理,本系统采用了CNC内藏型PC,设计了旋压机控制系统方案,并讨论了此方案的优越性,具体分析了比例方向阀闭环控制特性、系统的控制精度和控制算法。采用VB6.0作为系统管理软件的开发工具,开发了车轮旋压机控制系统上位机软件,利用PCOMM32开发了旋压机数控系统的PLC程序,从而实现了运动程序的G代码功能。结合UG的CAM模块完善了旋压机数控系统的运动程序编程功能,根据加工工艺及工件模型,在UGII/Manufacturing模块中开发了旋压机数控系统的运动程序。最后,分别对运动轴控制和PID调节等相关技术进行分析。在本系统中,努力实现开放式数控技术与液压比例控制技术融合,并使该系统成为较新型的,符合工业自动化,集成自动化方向的CNC控制液压比例系统。

关键词：计算机技术液压比例技术 PID CNC PMAC

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轮毂在线识别系统的研究

轮毂在线识别系统的研究

作者：麻金贺燕山大学

学位级别：硕士

机器视觉技术涉及神经生物学、计算机学、图像处理学、模式识别和人工智能等多门学科，具有高效率、高精度、非接触和易集成等特点，是实现现代集成制造技术的基础。将机器视觉技术应用到轮毂生产之中，可以在很大程度上提高生产过程的... 详细信息

机器视觉技术涉及神经生物学、计算机学、图像处理学、模式识别和人工智能等多门学科，具有高效率、高精度、非接触和易集成等特点，是实现现代集成制造技术的基础。将机器视觉技术应用到轮毂生产之中，可以在很大程度上提高生产过程的机械化和智能化水平。本文首先分析了目前国内外汽车轮毂生产中在线识别技术存在的问题，在机器视觉技术的基础上，综合图像处理、数据分析和模式识别等相关技术，以不同类型、不同材料的轮毂为研究对象，利用光电开关、运动控制卡等硬件获取轮毂图像，采用霍夫变换等算法实现图像处理、图像分割和特征提取。本识别系统以Visual C++6.0为平台，采用Intel开源的图像处理库OpenCV对图像进行处理。其次采用中值滤波对图像进行去噪处理。针对轮毂生产铸造成型过程中轮坯的边缘处会产生或大或小的毛刺，严重影响后续轮毂图像的分析、识别的现象，选用数学形态学的方法来消除毛刺、平滑轮坯边缘以及填充因外界干扰而引起的图像内部空隙。最后，经过标定后的工业相机定位轮毂的位置，运动控制卡引导机械手对轮毂进行相应操作，实现机器人自动上下料、自动钻孔、自动搬运和自动码垛。轮毂在线识别系统的研究可以很好的适应轮毂的批量生产，实现快速的在线识别定位，克服了轮毂生产过程中手动搬运、装夹和分拣的弊端。本文开展的面向形状识别的机器视觉系统的研究工作，为实现工业生产现代新型的识别技术和手段做了有益的尝试和探讨。

关键词：轮毂机器视觉图像处理特征提取 Visual C++6.0

A356.2铝合金车轮显微组织及力学性能的研究

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A356.2铝合金车轮显微组织及力学性能的研究

作者：刘宏磊燕山大学

学位级别：硕士

铝合金车轮以其美观大方、安全舒适等特点博得越来越多私家车主的青睐。现在几乎所有的新车型都采用了铝合金车轮。由于铝合金车轮重量轻、制造精度高,在高速转动时变形小、惯性阻力也小。这有利于提高汽车的直线行驶性能、减轻轮胎滚... 详细信息

铝合金车轮以其美观大方、安全舒适等特点博得越来越多私家车主的青睐。现在几乎所有的新车型都采用了铝合金车轮。由于铝合金车轮重量轻、制造精度高,在高速转动时变形小、惯性阻力也小。这有利于提高汽车的直线行驶性能、减轻轮胎滚动阻力,从而减少油耗。而铝合金的热传导系数比钢、铁等大三倍,散热效果自然要好得多,从而增强了制动效能、提高了轮胎和制动盘的使用寿命、有效地保障了汽车的安全行驶。铝合金具有美观,耐用,重量轻,散热性好,抗腐蚀性好以及力学性能优异等诸多优点,而被汽车工业广泛应用。汽车铝合金车轮不仅作为外观,而且作为安全,其组织结构及力学性能受到汽车厂的格外重视。组织结构及力学性能作为特殊特性来控制。本文通过对铝合金车轮制造过程中各环节对组织结构及力学性能的影响分析,并通过在产过程中问题和质量抱怨的分析和解决或试验研究。可知,（1）Sr变质对A356.2铝合金凝固段的特征值有明显影响。随着变质剂Sr加入量的增加,共晶形核温度和共晶平台温度逐渐降低。当Sr的加入量达到500ppm时,Sr对共晶硅的变质作用最佳。在此条下,共晶硅由粗针状转变为纤维状、蠕虫状或点状。（2）A356.2铝合金锭熔化到720℃50℃过程中锶烧损严重。由于A356.2铝合金在熔化过程中会提高氢的吸收率,使铸内部出现针孔,因此,必须在精炼除气前添加铝锶来调整锶含量。通过在精炼除气前添加铝锶来调整锶含量能够达到工艺要求。A356.2铝合金液中在压铸机保温炉中也出现烧损,但比熔炼过程中锶烧损要少。（3）从这次试验结果来看,Al5Ti0.45C的加入比单纯的Al5Ti1B细化使A356.2铝合金强度和伸长率所提高,尤其是轮辐部位变化明显;硬度方面的影响并不明显。但从晶粒度图片来看,经Al5Ti0.45C细化后并不比Al5Ti1B细化的晶粒更细小。对于A356.2铝合金Al5Ti0.45C中间合金比Al5Ti1B是间合金具有更好的细化效果。（4）在熔炼工艺方面影响A356.2铝合金车轮力学性能的主要因素是化学成份、含渣含气量,以及由于温度的变化对后序铸造工艺的影响。（5）压铸过程对铝合金车轮力学性能的影响,主要还是由于铸造缺陷和结晶速率的影响。（6）热处理工序的改变A356.2铝合金车轮力学性能的重要工序,主要是通过改变组织状态来提高强度和硬度。热处理工艺及涂装工艺参数的变化对A356.2铝合金的影响。T4（自然时效48小时）热处理后比T6热处理后屈服强度降低了20-30%、抗拉强度降低了5-10%、硬度降低了10-20%,伸长率提高了70-100%,但经过涂装烘箱烘烤后合金的抗拉强度、屈服强度、硬度均有所提高,伸长率有所下降。多次人工时效对低压铸造A356.2铝合金车轮力学性能的影响。通过多次人工时效使合金的抗拉强度、屈服强度、硬度有所提高;伸长率有所下降;并随时人工效次数的增多变化幅度在下降,组织结构和性能趋于稳定;A356.2铝合金晶粒的大小程度,对经T6热处理后屈服强度和硬度没的影响,而晶粒的粗大会使抗拉强度和延伸率有所下降。

关键词：铝合金车轮显微组织力学性能

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车轮锻造液压机控制系统的研究

车轮锻造液压机控制系统的研究

作者：曾时金燕山大学

学位级别：硕士

锻造油压机由于锻造速度快、控制精度好、自动化程度高、工艺范围广以及节能、节材显著,被认为是自由锻设备的主要发展方向之一,是目前所主要应用的大型自由锻锤及中小型、普通水压机的更新换代产品。本文从锻造液压机的快速性、平稳性... 详细信息

锻造油压机由于锻造速度快、控制精度好、自动化程度高、工艺范围广以及节能、节材显著,被认为是自由锻设备的主要发展方向之一,是目前所主要应用的大型自由锻锤及中小型、普通水压机的更新换代产品。本文从锻造液压机的快速性、平稳性与可靠性要求出发,结合机、电、液技术的最新发展趋势,研制了一种既具有高性能价格比,又具有高可靠性和可维护性的锻造液压机系统,并对其进行了理论与实践研究。该系统已应用于实际生产中。论文在设计液压机和操作机械手的机械及液压装置基础上,分析了液压机液压系统稳定性,响应快速性。又根据液压机的工作过程,按照生产工艺要求配以可编程控制器,进行自动控制。将PLC最具优势的开关量控制与自身具备的PTO控制及PID控制功能紧密结合,实现了液压机的运行速度及液压油温控制,给出了液压机的工作流程图、程序运行流程图并编制出了运行程序。同时对操作机械手也进行了PLC控制。论文深入分析和研究了PROFBIUS现场总线技术基础上,针对60 MN车轮模锻液压机控制信号种类多、复杂的特点,从系统可靠性、兼容性和扩展性考虑,选取了PROFIBUS-DP现场总线,构造了液压机与操作机械手联动控制网络,并和同步系统网络一起构建了工业以太网,实现了生产的自动化,智能化。

关键词：锻造液压机液压系统电液伺服控制 PLC控制控制网络

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7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究

7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究

作者：赵兴燕山大学

学位级别：硕士

本课题来源于国内某厂大巴车车轮生产线项目。传统的大巴车轮原采用Q235钢材通过焊接组装生产,该车轮重量大,散热性差,油耗高,车辆机动性能不强。在能源问题日益凸显,国家“十二五”计划对节能减排大力倡导的前提下,原有的生产材料及工... 详细信息

本课题来源于国内某厂大巴车车轮生产线项目。传统的大巴车轮原采用Q235钢材通过焊接组装生产,该车轮重量大,散热性差,油耗高,车辆机动性能不强。在能源问题日益凸显,国家“十二五”计划对节能减排大力倡导的前提下,原有的生产材料及工艺路线已不能满足需求。本文以轻量化为目标,采用7A04铝合金为原材料,对高强铝合金轮毂成形工艺进行了研究和探讨。由于7A04材料流动应力受温度的影响较大,锻造温度范围较窄,并结合轮毂自身尺寸形状的特点,本文制订了一条适合高强铝合金轮毂加工生产的工艺方法,即锻造—切边扩口—强力热旋压的工艺路线,并利用数值模拟软件Deform-3d,建立了热模锻及扩口工序的三维热力耦合模型,对工艺过程中坯料的流动及填充情况、坯料的速度场、温度场以及各个位置的应力应变情况等规律进行了分析并得到了位移与成形力关系的曲线。利用Simufact软件,建立了轮辋旋压工序的有限元模型,对工艺过程中的旋压力、成形过程、应力应变以及温度场分布规律进行了研究。通过对各个工序过程的仿真模拟,得出了一组较为优化的工艺参数。应用所得到的工艺参数进行实验试制,得到的高强铝轮毂与传统钢轮毂相比,重量大幅度降低,降低了50%以上,轻量化效果突出。与传统的6061铝合金轮毂相比,性能得到了大幅度提升。试制结果表明,该工艺参数的制定是合理的,工艺过程是正确的,为高强铝合金轮毂锻造成形提供了基础和保证。

关键词：大巴车轮高强铝合金热模锻热旋压数值模拟

逆向工程技术在轮毂产品开发及检测中的应用研究

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逆向工程技术在轮毂产品开发及检测中的应用研究

作者：王家宏燕山大学

学位级别：硕士

轿车轮毂是轿车上的重要零件，其品种繁多，形状复杂，尺寸精度要求高，因而在产品开发和误差检测时难度很大。如何采用有效的方法快速地进行产品开发，精确地进行误差检测是实际生产中急待解决的问题。本文通过对逆向工程软件Surface... 详细信息

轿车轮毂是轿车上的重要零件，其品种繁多，形状复杂，尺寸精度要求高，因而在产品开发和误差检测时难度很大。如何采用有效的方法快速地进行产品开发，精确地进行误差检测是实际生产中急待解决的问题。本文通过对逆向工程软件Surfacer的功能和基本原理的分析，研究了复杂曲面实物逆向工程的关键技术，对逆向工程中的数据获取、数据处理和曲面重构技术进行了详细阐述，总结了Surfacer在曲面重构中的方法、步骤和技巧。通过对轮毂应用逆向设计，实现了轮毂复杂曲面3D几何模型的重建，为后续的CAD／CAM及在此基础上新产品的二次开发奠定了基础，同时结合工厂的实际经验给出了逆向工程软件Surfacer与后续的CAD／CAM软件间进行数据转换和CAM参数化加工时常见问题的解决办法以及轮毂模具CAM参数化加工的实现方法。在逆向工程理论和误差检测理论的基础上，以逆向工程软件Surfacer及CAD／CAM软件UGⅡ为手段，研究了机械零件数字化检测技术，给出了几种典型曲面零件误差数字化检测的具体实现方法，与传统检测方法相比，该方法提高了自由曲面零件的检测精度和检测效率，能够满足精密加工的复杂零部件高精度检测的要求，具有实用价值，对于实现产品在线检测的自动化、柔性化、数字化具有重要的参考价值。

关键词：逆向工程曲面重构轮毂数字化检测 Surfacer NURBS