电火花加工8418钢的工艺预测模型

在电火花加工中,加工工艺指标的结果与工艺参数的设置密切相关。一般情况下,操作者在进行实际执行之前,只能根据以往的加工规律以及经验手段对其结果进行预判,达到预先评估加工结果的目的。针对这一情况,提出一种适用于电火花加工工艺指标结果预测的模型,该模型的建立是基于支持向量回归理论的数学方法,并利用遗传算法优化该方法中的各参数。以电火花加工8418模具钢为例,结合正交试验方法和经验加工方法选取加工工艺参数,并记录工艺指标结果。为保证EDM工艺指标预测模型的准确性,将试验数据随机分成训练集和测试集,利用训练集训练EDM工艺指标预测模型,可得加工时间模型均方误差T_(MSE)=0.95′10^(-4),平方相关系数T_(R2)=0.99 1;工件去除率模型均方误差MRR_(MSE)=1.02′10^(-4),平方相关系数MRR_(R2)=0.999 3;电极损耗率模型均方误差EWR_(MSE)=1.11′10^(-4),平方相关系数EWR_(R2)=0.998 9。再利用测试集验证该模型,可见预测结果与试验结果之间的误差在5%以内,从而证明电火花加工8418钢工艺预测模型的准确性和有效性。

动力电池组汇流排过载能力及电流均衡性影响因素研究

以某电动汽车动力电池组软包电池单体汇流连接排为研究对象,对不同结构、不同厚度的汇流排进行热电耦合数值计算,探讨了汇流排结构形状、汇流排电流I/O方式、汇流排焊缝宽度、焊缝位置对汇流排温升和电池单体均衡性的影响。以标准汇流排为研究对象,在两进两出电流不同分配方式下,重点分析汇流排对电流均衡性的影响。加工了铝质汇流排,采用多路温度测试仪对铝质汇流排进行实验测试,在不同电流作用下,实验温升和数值模拟温升之间的误差在5%之内。研究结果表明,钣金折弯对汇流排的过载能力影响不大,在汇流排表面开孔会显著降低汇流排的过载能力;在一定范围内增大汇流排厚度可以显著提升汇流排的过载能力;汇流排的焊缝宽度和焊缝位置对过载能力有一定影响,其中焊缝位置影响更大一些。最后对汇流排温升过高以及电流分配不均衡的机理进行了详细分析。

灌装机中弧面凸轮建模与造型研究

针对目前高速灌装机中弧面凸轮设计过程复杂,造型精度低及转盘间歇分度不平稳的问题,根据弧面凸轮与转盘的运动关系及灌装分度要求,建立弧面凸轮的轮廓曲面数学模型,采用分段建模对弧面凸轮进行造型研究。然后对所设计凸轮的轮廓曲面进行了曲面分析、干涉检查和运动学分析,结果表明弧面凸轮的造型具有较高的造型精度,可满足高速灌装设计要求。

电火花修整超硬磨料砂轮技术发展现状

电火花加工技术的发展带动了电火花修整超硬磨料砂轮技术,改变了传统砂轮"硬接触"修整方法。近年来,许多学者致力于研究超硬磨料砂轮的电火花修整方法,为提高磨削效率和磨削精度做了大量有意义的研究。基于大量文献的论述与研究,回顾了近三十年来电火花修整超硬磨料砂轮技术发展过程的各种研究内容以及取得的成果,完整地阐述了电火花修整金属基超硬磨料砂轮技术的基本原理。以立方氮化硼(CBN)和金刚石磨料砂轮修整为主要应用,对不同电极、不同放电介质、不同放电参数以及现代工程理论辅助下的建模分析方法等方面做了介绍,分析了现有电火花修整技术发展中存在的问题,探讨了未来发展的方向及趋势。

单颗CBN磨粒磨削20CrMo的微观成屑过程研究

为研究20CrMo材料的磨削去除机理与微观成屑过程,采用Johnson-Cook模型作为20CrMo的本构模型,应用有限元软件Abaqus建立了单颗CBN磨粒磨削20CrMo成屑过程的三维有限元分析模型。通过该模型探究不同磨削参数下的微观成屑过程,仿真分析结果表明:磨削速度对成屑过程中的耕犁与成屑阶段影响较大,磨削深度对滑擦与成屑阶段影响较大。设计了单颗磨粒磨削实验装置,对微观成屑进行了实验研究与分析,从磨痕沟槽和磨屑的整体特征来看,实验结果与仿真结果都较为吻合,验证了该三维仿真模型的正确性。

基于支持向量机的电火花加工8418钢表面粗糙度预测模型

由于电火花加工过程的复杂性,单纯通过电火花加工实验方法研究各种放电参数及非电参数对工件表面粗糙度Ra的影响不但耗费大量时间,而且实验成本较高,为此基于支持向量机提出了一种适用于电火花加工表面粗糙度预测的模型。利用遗传算法对该模型中的各参数进行优化,预测不同电火花加工参数组合下的表面粗糙度;以电火花加工8418模具钢为例,将预测值与实验值进行对比,并且通过实验验证了电火花加工8418钢表面粗糙度预测模型参数的准确性;最后进行了误差分析,模型的最大误差值为2.27%。

微V形槽玻璃元件模压成形有限元应力分析

针对微V形槽结构光学元件在模压后存在应力过大等问题,选取D-ZK3型低温光学玻璃,利用MSC.Marc软件建立了微V形槽的有限元仿真模型.采用5个单元的广义Maxwell模型来描述高温下D-ZK3玻璃的粘弹性特性,对V形槽结构在不同模压条件下的填充效果和应力分布进行了仿真研究分析.结果表明:V槽角度越大,填充效果越好,但最大应力也越大;模压速度增大将导致应力和模压力的增大;模压温度增大将导致最大应力的减小.

电加工8418钢的能量分配与表面粗糙度模型

针对电火花加工8418钢构建一种采用不同电极材料加工时的表面粗度模型。采用实验与有限元仿真分析相结合的手段,首先通过实验分别得到紫铜电极、CuW70电极加工8418钢的表面粗糙度Ra,然后采用ANSYS软件仿真分析单脉冲放电加工8418钢的电蚀凹坑半径与深度,结合表面粗糙度模型计算出仿真Ra,通过对比实验得到的表面粗糙度Ra,分析得出紫铜电极、CuW70电极加工8418钢时工件上的能量分配系数η分别为33%和24%。最后对能量分配系数和表面粗度模型进行了实验验证,通过误差分析,不同电极加工的表面粗糙度最大误差为9.59%,证明了能量分配系数和表面粗度模型是准确的。通过对比实验和分析结果,得出不同电极材料对能量分配系数的影响,同时随着脉冲放电能量的增加,η对凹坑半径与深度的影响增大,采用紫铜电极与CuW70电极加工8418钢时Ra差异增大。

CuW70铜钨电极损耗试验研究

以用于金属结合剂砂轮电火花修整的Cu W70铜钨电极为研究对象,通过正交实验研究一些放电参数对电极损耗速度的影响;通过加工不同个数的孔来探讨在加工过程中电极侧面和底部的电极损耗大小、电极底面和碳层厚度变化。结果表明:小的峰值电流和大的脉冲持续时间可降低电极损耗率;尽管电极表面的碳层很容易被擦除,但铜钨电极的电极损耗速度随着初始加工阶段电极底面碳层的增加而有所减小。

合金钢20CrMo的单颗磨粒高速磨削仿真研究

磨削是磨具表面大量形状各异且复杂多边形的磨粒参与切削工件的加工工艺,其过程复杂、试验观察困难,从而单颗磨粒切削研究成为研究磨削机理的重要手段。根据单颗磨粒的切削特点,分别建立其单颗CBN磨粒高速划擦的力学模型和有限仿真模型,利用数值仿真软件Matlab及有限元软件Abaqus对合金钢20Cr Mo的磨削进行了仿真研究。仿真结果表明单颗磨粒高速划擦的力学模型的正确性,同时分析了未变形切削厚度与其它磨削工艺参数在单颗磨粒切削过程中对磨削力的影响规律。

玻璃振动模压中变幅杆高温模态分析及实验研究

为研究应用于光学元件的超声振动模压中变幅杆的高温振动特性,基于纵振波动方程设计所需频率的超声变幅杆,利用Creo软件建立其参数化模型。考虑变幅杆高温下的材料特性变化,结合实验所得数据对高温下的变幅杆进行模态分析,得到其在高温下的谐振频率。分析研究表明,变幅杆谐振频率随着温度的升高而降低。为提升变幅杆高温的下频率稳定性,通过有限元软件对其进行了结构优化设计。按照优化后的尺寸加工出变幅杆,通过实验检测其谐振频率,结果表明,在高温下优化后变幅杆的谐振频率仍稳定在设定频率附近。

弧面凸轮曲线高阶连续性改进设计及实例分析

弧面凸轮机构中现有凸轮曲线存在高阶不连续问题,造成传动稳定性和凸轮廓面质量降低,为此提出适用于常用凸轮曲线的高阶连续性改进方法。该方法通过解析分析寻找现有凸轮曲线的高阶不连续点,确定约束条件和插值区间;基于约束条件求解各段插值曲线,构建具有全局高阶连续性的改进型凸轮曲线。应用该方法对修正正弦曲线算例进行改进设计,并结合弧面凸轮机构设计实例展开验证分析,结果表明:改进型凸轮曲线下的弧面凸轮机构实现了运动全程角位移、角速度、角加速度、角跃度连续,机构传动稳定性得到有效提升,且凸轮线面光顺性达到G3水平,验证了该方法的可行性和准确性。

热压烧结工艺参数对超硬磨料砂轮节块性能的影响

金属基金刚石砂轮具有把持力大和使用寿命长等特点,其传统制备方法常采用高温烧结成型,但高温烧结会对磨粒产生较大的热损伤,影响砂轮的性能和使用寿命。热压烧结比常压高温烧结的成型温度低,能有效减少金刚石磨粒的热损伤问题。本研究采用热压烧结方式来制备铜基结合剂金刚石砂轮节块,磨粒平均粒度尺寸为27μm。设计三因素三水平正交试验,探讨热压烧结工艺参数对金刚石砂轮节块密度、硬度和抗弯强度等物理、力学性能影响。结果表明:当烧结温度为650℃、烧结压力为25 MPa、保温时间为150 s时,金刚石砂轮节块的力学性能最好,并且实现了金刚石磨料与结合剂间牢固的冶金结合。

基于微铣削的微结构尺寸与形状对PMMA表面疏水性的影响

目的研究不同微结构尺寸参数和阵列形状对PMMA表面疏水性的影响。方法使用精密微铣削方式,在光滑PMMA表面加工微沟槽、方柱、圆形及椭圆形阵列,并将测量的水滴的接触角和形状作为表面疏水性的表征指标。结果当微沟槽阵列的微槽宽度B、凸台宽度C及微槽深度H分别在84.86~208.77μm、36.22~133.94μm、63.76~136.60μm变化时,垂直接触角θ_⊥分别在129.4°~143.5°、138.3°~124.0°、125.8°~141.8°变化,平行接触角θ_∥分别在62.3°~69.6°、75.0°~66.3°、81.5°~72.0°变化;当微方柱阵列的B、C、H分别在70.76~138.99μm、47.52~128.04μm、70.84~175.94μm变化时,接触角θ分别在130.3°~102.1°、114.9°~129.5°、105.7°~119.7°变化。水滴在微沟槽和椭圆形阵列表面的形状为椭球冠状,在微方柱和圆形阵列表面为球冠状。结论微结构尺寸参数和阵列形状对PMMA表面疏水性有不同影响,且θ_⊥的变化都比θ_∥的变化更为明显。钉扎效应对水滴的形状有很大的影响,对于微沟槽阵列的槽垂直方向和椭圆形、圆形阵列,钉扎效应对水滴的形状起主导作用;对于微沟槽阵列的槽平行方向和微方柱阵列,水滴形状则受钉扎效应与固液气三相接触线不连续性的共同影响。研究结果有望为设计功能可控仿生微结构提供技术支撑。

动力电池组汇流排热电耦合数值计算与实验研究

以某电动汽车动力电池模组汇流排为研究对象,提取汇流排的三维数模、工况边界条件以及与电池单体的连接关系,采用热电耦合数值计算方法研究电流大小、对流换热系数以及焊接工艺对汇流排温升的影响规律.为保证数值计算的准确性,采用动力电池组综合测试系统对指定的不同工况进行温升试验测试,试验测试工况条件与数值计算中的边界设置保持一致.研究表明,网格离散、边界条件、电流大小、对流换热系数以及极耳焊接工艺都会对汇流排的温升产生不同程度的影响.针对个别工况下数值计算与试验测试结果误差较大的情况,详细分析误差产生的原因,深入研究因素之间的关联性以及对误差的影响规律,进而对数值计算模型进行修正.最后,设定新工况再次对汇流排进行数值计算和试验测试,运用因素的关联性和对误差的影响规律,数值计算与试验测试结果的误差不超过3.7%.

超细硬质合金棒材缺陷电涡流检测系统研发

PCB板钻头是由超细硬质合金棒材加工出来的,而超细硬质合金棒材在无心磨削加工过程中常会产生崩角、磨面等缺陷。针对目前硬质合金棒材缺陷人工检测效率低、误检率高的问题,采用电涡流无损检测方法,开发了一套硬质合金棒材缺陷检测系统,以单片机为控制核心,设计了数据采集、A/D转换、通讯、执行机构等电路,开发了相应的控制软件。通过实验研究了检测系统的提离效应和边界效应,实验结果表明研发的硬质合金棒材缺陷检测系统能有效分选出有缺陷的棒材,可以有效提高检测准确率和检测效率。

单颗立方氮化硼磨料磨损过程试验研究与分析

设计单颗磨粒磨削装置,通过超景深显微镜观测单颗立方氮化硼(CBN)磨粒的磨损现象,分析CBN磨粒磨损状态的变化规律及原因。研究表明,钎焊CBN磨粒磨削合金渗碳钢20Cr Mo时,可将CBN磨粒磨损状态变化归纳为微观磨损、磨平、宏观破碎和失效4种形式。由于磨粒的磨损规律受磨粒表面形貌、磨粒的突出高度及磨削深度的影响,每个CBN磨粒的磨损形式不尽相同。在单颗粒磨削过程中,磨削深度对磨粒破碎形式有较大的影响,在磨削深度较小时,磨粒磨损以微观磨损和磨平为主;在磨削深度较大时,磨粒磨损以宏观破碎为主,并导致磨粒的失效。

基于放电沉积的金刚石磨粒层制备实验研究

提出将电火花沉积技术用于金属材料/非金属材料之间的沉积,通过制备一种含有超硬磨粒金刚石的压缩粉体电极,采用放电沉积工艺实验将超硬磨粒金刚石与电极中的其他金属材料一起沉积到基体母材表面上,然后通过扫描电镜观察与分析,沉积层中的金刚石磨粒形状较好,分布较均匀,具有磨粒层的基本要素.实验结果表明,采用电火花放电沉积能制备金刚石磨粒层.

双排链电磁式餐盘清理回收装置的研发

针对餐盘回收过程中效率和智能化较低等技术问题,提出一种采用电磁原理的双排链式餐盘清理回收装置。该装置工作时,用餐者将餐盘放置于电磁式吸附模块上,可实现对不同型号或材质餐盘的自动回收、清理、堆叠、计量,具有良好的实用性和经济性,装置结构紧凑,操作简单。最大理论清理速度为240个/min,清理回收速度和清理压力可以根据需要调节。清理过程设备不直接接触残渣,保证了装置洁净,清理介质无二次污染,大大减少了食堂就餐环境的安全隐患。

电火花修锐对金属结合剂CBN砂轮表面形貌的影响

采用电火花修锐方法时青铜结合剂锯齿形CBN砂轮在平面磨床上进行修锐实验，对修锐前后的砂轮表面形貌进行观测，修锐后砂轮的有效磨粒数、磨粒凸出高度明显增加，修锐时间以4～6h为宜；采用修锐后的砂轮对材料2T8／SK5进行了锯齿磨削加工实验，经测量，锯齿角度轮廓精度有较大提高。电火花修锐方法适合于金属基CBN砂轮的修锐。