波形弹簧设备工装接口数字化建模及仿真研究
机械工程
资助企业:
太仓卡兰平汽车零部件有限公司
资助年份:
企业导师: 唐朋万
指导教师: 董广明
项目成员: 周经纬 刘耀庭
项目简介
项目概述
本项目针对波形弹簧成型工艺依赖经验、试制周期长、效率低的问题,以Wafios SNA 36型波形弹簧机为研究对象,开展工装接口的数字化建模与仿真优化研究。通过接触式测量与视觉测量相结合的方法,获取弹簧机的几何数据,构建三维数字模型并实现参数化装配约束,逆向计算卷绕工装位置,对关键工装进行拓扑优化。建立弹簧成形有限元模型,模拟弹簧成型全过程,计算成型尺寸与回弹量,分析工装受力,并分析工装位置对外径、波高及回弹的影响。为减少试制次数、提高调机效率提供数字化手段。
项目目标
本项目的主要目标包括两个方面。第一,通过实物测绘与视觉测量,建立波形弹簧成型设备工装接口的精确三维数字模型,并对关键工装位置进行参数化表达与误差分析。基于构建的三维模型,逆向计算工装位置,并对工装参数进行一定优化。第二,建立弹簧成形过程的有限元仿真模型,分析成圆工装和波形工装的位置参数对弹簧外径、波高、回弹量及工装反力的影响规律,为工装结构拓扑优化和工艺参数修正提供仿真依据。
项目成果
本项目完成了波形弹簧机SNA 36的三维数字化建模,包括送料、卷绕、波形、切断四大模块,模型实现了参数化装配约束,理论误差控制在合理范围。基于回弹理论建立了工装位置逆向计算程序。对V轴工装进行了拓扑优化,提升了小直径弹簧的适配能力。通过成形仿真分析了成圆工装纵坐标对外径的影响、波形工装行程对波高的影响,并提取了工装反力变化曲线。仿真结果验证了回弹计算公式的有效性,为数字化调机和工装设计优化提供了数据支持。





