数控铣齿比能耗与工件粗糙度预测优化

根据铣齿机床能耗与工件表面粗糙度信息,提出一种结合多元非线性拟合和粒子群算法的预测优化方法,旨在为齿轮铣削提供优选工艺参数。基于数控铣齿机床动力结构建立能耗模型,进而提出铣齿切削比能的概念;开展正交和全析因试验对多工况铣齿机床的功率和表面粗糙度数据进行监测;通过多元非线性拟合函数建立机床切削比能和工件粗糙度的预测模型;将拟合目标函数组代入粒子群算法进行工艺参数的优化。试验结果表明,基于多元非线性拟合的预测模型拟合优度均超过了0.99,采用粒子群算法求解获得的8组解集考虑到了机床节能增效的客观需要。

面向大型机床再制造的进给系统动态特性

大型机床进给系统的再制造必须考虑大型部件的空间分布特性对进给系统动态响应的影响。针对某大型铣齿机床,采用分布参数建模方法描述细长滚珠丝杠副的传递子系统,采用集中参数建模方法描述交流伺服驱动子系统和工作台驱动子系统,并通过转速关系将3个子系统耦合起来,形成进给系统的分布集中参数模型。通过理论模型仿真与试验结果比较,证明建立的分布集中参数模型符合物理系统的真实性,能够准确地描述大型机床进给系统的动态响应特性。在此基础上进一步讨论不同分布特性影响下,分布集中参数模型和单纯集中参数模型动态响应的变化,结果表明,两种模型的动态响应差异会随着系统惯量的变化而改变,这为大型机床进给系统的设计、控制提供了参考依据。

面向再制造的多轴机床精度设计研究

精度设计是旧机床再制造方案制定的重要理论依据.以DM4500三轴立式机床为研究对象,运用多体系统理论建立了包含21项基本几何误差的精度模型.通过基本几何误差的辨识,间接建立了再制造零部件精度参数与机床空间误差之间的关系.利用精度模型和误差辨识方法,根据设定的再制造零部件的精度参数预测了机床的加工误差.在给定空间误差的条件下,提出基于BP+GA算法的精度分配方法,实现了再制造零部件精度参数的全局优化配置.研究结果已成功应用于旧机床的再制造.

数控装备维修的综合实践项目

针对我国数控装备维修人才培养的必要性和迫切性,构建了旨在提高数控装备维修工程应用能力的综合实践项目体系。该实践体系由故障检测分析,控制系统检修,机械系统检修3个模块组成,每个模块内又有若干子项目构成,子项目设计注重理论知识与工程应用的结合。通过3个模块子项目的训练,使学生能够循序渐进地在故障检测、控制系统和机械系统等各个环节开展探索性研究工作,最后完成设备的功能和精度恢复,从而培养学生应用理论知识解决工程问题的能力。教学实践表明,该综合项目在培养学生数控装备检测维修工程能力方面取得了良好效果。

再制造机床可修复零部件精度分配研究

研究可修复零部件精度参数的分配是关系到再制造机床性能和再制造成本的重要问题。本文提出了用BP+GA的混合算法优化分配可修复零部件精度参数的方法。首先利用BP神经网络建立零部件精度参数与再制造机床空间几何误差之间的正向映射模型,然后用正交设计法得到训练样本数据并训练网络,最后再用BP+GA的混合算法逆向确定零部件的精度参数。仿真结果表明了混合算法是解决复杂精度分配问题的一种理想方法,优化结果可用于指导零部件精度的修复。

高档数控机床动态性能的评价研究

为全面准确地评价高档数控机床的性能,需要在准静态精度评价的基础上增加动态性能方面的评价。根据零件高质量、高效率加工要求的特点,提出高档数控机床动态性能评价体系;从时域和频域两个方面确定具体评价指标,并应用模糊综合法建立动态性能量化评价模型;以3台大型铣齿机床动态性能的评价为例,验证了所提方法的可行性。分析表明,该方法能有效弥补机床传统评价方法的不足。

数控机床精度衰退的研究进展

精度衰退是影响高精度数控机床精度保持性的主要原因,国内外近年来进行了大量研究。文中阐述了数控机床精度衰退相关研究的进展和现状,重点评述了摩擦磨损、机械结构和运行状态对数控机床精度衰退的影响,并针对存在的主要问题提出了建议和发展方向。

运动结合部的非线性对大型数控机床动力学特性的影响

为了提高大型数控机床的加工性能,从非线性动力学的角度考察运动结合部对机床动态特性的影响。针对某大型数控铣齿机床样机,建立包含运动结合部非线性的简化动力学模型,采用数值仿真算法求解模型的时域响应,通过快速傅里叶变换得到了关于动柔度的频域响应,并比较线性和非线性模型的响应差异,最后给出计算值和在机床样机上试验测量值的比较。结果表明,运动结合部的非线性显著影响了机床结构的共振行为和动柔度。

BP＋GA算法在再制造零部件精度分配中的应用

再制造零部件精度参数的分配问题是关系到再制造机床性能和再制造成本的重要问题。本文提出了利用BP+GA算法优化分配再制造零部件的精度参数。利用BP神经网络建立零部件精度参数与再制造机床空间误差之间的非线性映射模型,用正交设计法得到训练样本数据并训练网络,再用BP+GA算法确定再制造零部件的精度参数。仿真结果表明了该算法是解决复杂精度分配问题的一种理想方法。

大型数控转台机电特性分析

大型化的发展增加数控转台机电特性研究的难度。针对某大型数控转台,综合考虑结构动力学、运动学和伺服控制系统的交互作用,详细建立其机电系统模型,并进行转台转速响应特性分析。为进一步辨识机械传动链各部件柔性对转台振动性能的影响,进行了传动链部件的模态灵敏度分析。理论分析与试验结果表明,大型数控转台机械传动链的柔性迟滞了转台的转速响应,是影响和限制数控转台性能的主要因素;库仑摩擦有利于迅速衰减数控转台转速响应的振动,但库仑摩擦太大会消耗系统的能量,合理调整库仑摩擦的大小,有利于提升转台的整体性能;电动机轴的转动惯量和蜗杆轴的扭转刚度对大型数控转台的振动性能影响最大。

大型数控成形磨齿机床装配误差–齿面误差研究

如何根据齿轮齿面精度要求,精准调整装配几何误差,是提升大型数控成形磨齿机床性能的关键技术之一。基于成形磨削系统的误差传递链,砂轮与工件之间的共轭运动关系,利用曲面族包络法建立了包含装配几何误差的成形磨削齿面模型;通过计算理论齿面和包络齿面的差值,进行成形磨削齿面的误差评价,并提出了实现磨削齿面误差评价的流程方法;在此基础上,分析了各项装配几何误差对成形磨削齿面误差的影响。最后,根据分析结果和齿轮齿面精度要求,优化分配了各装配几何误差,并进行了齿轮成形磨削试验。结果表明,该方法为大型数控成形磨齿机床性能的提升提供了可靠的理论依据。

大型数控成形磨齿机床流体系统能耗研究

流体系统作为数控机床的重要能耗部件,节能降耗潜力巨大。以大型数控成形磨齿机床作为研究对象,阐述机床流体系统的组成及功能,提出流体系统能耗测量与评价方法,并通过一组成形磨齿试验进行能耗分析。结果表明:流体系统能耗超过了机床总能耗的40%,其中液压系统和冷却系统的能耗都在20%左右,润滑系统能耗最低。后续要进一步控制热变形的精确能量需求,精准控制流体系统的运行,从而降低机床整体能耗。

机电一体化系统设计课程教学改革探索

根据机电一体化系统设计课程综合性、实践性强的特点,分析现行按照知识体系划分教学方式的不足,结合数学建模和项目教学对能力培养的优势,探索新的教学模式。提出"以项目任务为主,以知识精讲和自学自研为辅"的教学改革方案,建立注重综合素质和能力的课程考核机制,达到培养学生通过抓"模型",分析解决实际工程问题的能力。

复杂零件数控加工工艺教学项目设计与实施

根据应用型专门技术人才的培养要求,针对数控加工工艺课程的教学目标,开发设计了复杂零件数控加工工艺实践教学项目,并且体现了能力进阶型系列化项目教学法的主要特征。该项目包括图样分析、三维建模、工序安排、机床选型、夹具设计和工艺卡制作等几个部分。通过该项目的实施,提高了学生学习的主动性和创造性,提升了数控加工工艺课程的教学质量。

不确定度评定法预测再制造机床定位精度及其工程应用

根据不确定度B类评定的知识,提出一种简单、实用的方法,预测再制造机床定位精度。并以单轴伺服进给机械系统为研究对象,给出了预测模型的计算公式。以此为基础开发了定位精度的预测软件,该软件可方便地得到计算结果并直观地显示各因素对定位精度的影响程度。最后结合生产实例进行计算分析并与验收结果进行比较,表明该方法是可行的。

螺旋桨铣磨机器人动态特性及振动抑制研究

大型船用螺旋桨铣磨机器人各关节处柔性是导致运行过程中振动的重要因素。首先,建立了刚性臂和柔性关节相结合的6-DOF螺旋桨铣磨机器人动力学模型,并对模型中各参数进行了计算和实验辨识;然后,通过动态响应仿真和振动测试试验分析了机器人各关节的动态特性;最后,基于简单可行的PID算法,进行关节振动抑制研究。结果表明包含关节柔性的螺旋桨铣磨机器人动力学模型动态响应与试验测试数据一致,基于该模型整定的PID参数有效抑制了机器人运行中的振动。

基于校内工程训练中心的卓越工程人才培养探索与实践

深入开展工程实践活动是应用型人才工程能力培养的重要环节。面对大量学生直接进入企业参与实践存在的一些制约,南京工程学院依托机械工程省级重点学科的优势,结合数控装备制造行业特点,开拓产学研合作,共建校内工程训练中心。在校内工程训练中心平台上,探索通过工程项目训练的实施,使学生直接参与产品的开发设计、加工制造和生产管理的全过程,从而切实锻炼和提高工程能力。

香青兰子化学成分的初步研究

目的研究香青兰(Dracocephalum moldavica L.)种子的化学成分。方法采用硅胶柱层析、Sephadex LH-20柱层析、薄层色谱、HPLC色谱等方法,分离纯化香青兰子的化学成分,通过UV、MS、NMR波谱方法对其结构进行解析和鉴定。结果分离并鉴定了6个化合物的结构,分别为田蓟苷(tilianin,1),β-胡萝卜苷(daucosterol,2),黄芪苷(astragalin,3),阿魏酸(ferulic acid,4);咖啡酸(caffeic acid,5),2,5-二羟基苯甲酸(2,5-dihydroxy benzoic acid,6)。结论所有化合物均为首次从香青兰子中分离得到。

基于自适应控制技术的铣削参数优化

采用BP神经网络算法应用于铣齿功率建模能较准确地预测铣齿功率大小,进而运用STATIS-TICA的正交设计优化试验数据对滚齿机进行再制造,通过在主轴箱加设传感器实现了机床振动稳定性的的在线监控,分析各个切削状态下主轴箱振动同铣削功率的关系,进行优化切削参数,实现了数控系统与在线监控技术的自适应闭环监控。完成了4m大型滚齿机向高速铣齿机床SKX-4000的智能化再制造。结果表明,采用的控制策略能适应强力铣削的工况变化,稳定地控制加工过程,达到保护机床、刀具和提高加工效率的目的。

水中高速运动体内置测速涡轮装置空化特性研究

水中运动体高速下会发生空化而改变流场结构,研究测速涡轮装置空化特性对提升运动体自主环境感知能力具有重要意义。该文基于内置测速涡轮的防空化结构设计,针对水流速度为10 m/s下的不同空化数、有无偏角情况,利用空化水洞实验和数值仿真模拟对测速涡轮装置的空化情况、涡轮转动情况和涡轮装置的空化特性进行了研究。结果表明:与无涡轮装置样机相比,空化区域发生了明显变化,云状空化团脱落明显加快,云状脱落范围更小。同时,该涡轮装置具有隔离外部空化的能力,在外界空化数高于临界空化数(σCr=0.4)的情况下,能够保证涡轮装置位于线性测量范围。