基于FDM工艺PLA材料制件成型精度研究

为研究熔融沉积(FDM)3D打印工艺参数对制件成型精度的影响,提高聚乳酸(PLA)材料在该技术中的应用水平,重点考察了打印速度、分层厚度、打印温度、填充率四个因素对制件尺寸精度的影响。基于四因素四水平正交试验法,对打印制件尺寸的测量结果进行极差分析,得到最优打印参数为打印速度50mm/s,分层厚度0.10mm,打印温度210℃,填充率15%。多因素方差分析结果表明:打印速度、填充率会对X,Y向尺寸精度产生影响;填充率、分层厚度会对Z向尺寸精度产生影响。

不锈钢材料ELID精密磨削加工机理及工艺实验研究

不锈钢材料因其化学性能稳定、机械强度高被广泛应用在工业生产及各类工具中。不锈钢材料在传统磨削加工中存在导热性差、韧性大、热强度和线膨胀系数高等问题,导致工件成品精度低、表面质量差且容易烧伤。本文采用ELID磨削技术对铁素体不锈钢材料进行精密磨削加工实验,通过正交实验探究加工工艺参数对加工表面质量的影响规律,获得最优工艺参数组合并进行实验验证。实验结果表明,采用最优工艺参数组合(砂轮磨粒粒度1200#,砂轮进给量0.02mm/r,砂轮线速度2200r/min,电解电流4A)可实现不锈钢材料的ELID精密磨削加工,获得样件表面粗糙度Ra为0.165μm,比传统磨削粗糙度降低了64%,且加工表面无烧伤。

工艺参数对6082-T6/AlSi10MnMg异种铝合金热融自攻丝接头成形性的影响

为探究工艺参数对6082-T6/AlSi10MnMg真空压铸铝合金热融自攻丝接头成形性的影响,采用正交试验法,将穿孔转速、进给速度和拧紧扭矩作为试验变量,通过极差分析研究了工艺参数对最小衬套高度和平均螺牙深度的影响规律。在正交试验结果的基础上,建立了参数值与被测指标的响应面模型,研究了各参数对成形质量影响的显著性。对最优工艺参数组合的接头进行了强度测试。结果表明,穿孔转速和进给速度对最小衬套高度影响显著,但二者的交互作用对最小衬套高度影响较小。平均螺牙深度主要受拧紧扭矩的影响,穿孔转速和进给速度对平均螺牙深度的影响较弱。在拉拔和拉剪工况下,工艺参数对接头强度有较大影响,参数优化后接头强度分别提高了9.48%和8.64%,剪切工况下接头强度变化较小。

喷砂压力对钛合金镀层缺陷的影响

航空航天等钛合金关键部件的镀层缺陷问题一直是研究热点。针对钛合金母材喷砂处理导致镀铬层缺陷严重的问题,研究了喷砂参数对钛合金镀层缺陷的影响。并采用磁粉检测、金相显微镜、能谱仪和扫描电镜等对镀层缺陷形成原因进行分析,给出喷砂参数建议。试验结果表明,钛合金在喷砂处理时,会使白刚玉砂镶嵌到钛合金母材表面,导致镀层与母材结合力差并发生开裂。采用100目(150μm)白刚玉砂,0.4 MPa喷砂压力,可以有效改善白刚玉砂在母材表面的残留现象,为获得高质量钛合金镀层的母材喷砂参数的选择提供了指导。

模拟退火遗传算法在自由曲面数控加工中的实验

在自由曲面的加工中,一直面临着加工时间长的问题,本研究以提高加工效率为目的,通过分析待加工自由曲面的面曲率、残余高度等参数,计算出合理的加工步长和行距,并以此为依据将待加工曲面离散成点云即为刀触点。将刀具路径规划问题转化为求解TSP问题的最优解,为避免遗传算法早熟陷入局部最优解,引入了模拟退火算法进行改进,使用改进后的混合算法进行刀具路径寻优。对优化方法进行了仿真加工、实验加工及测量,结果表明优化方法相比传统方法刀路长度最多减少303.4mm,相对缩短了12.3%,加工效率提升较为明显,并且加工表面也取得了较好的加工效果。

15-15hs Max材料枪钻加工的钻削力和切屑分析

高氮奥氏体不锈钢15-15hs Max具有优秀的耐蚀性、良好的综合力学性能,但切削加工性差,属于一种难加工材料。以某石油钻探部件为研究对象,对15-15hs Max的加工特性进行分析,通过对15-15hs Max钻削过程的有限元仿真,分析其加工过程中的钻削力和切屑形态的变化。仿真结果表明:钻削力会随着钻入深度的增加而增加,当切削刃全部参与切削时钻削力达到稳定,加工过程中形成的切屑为向上弯曲的螺旋状切屑。在保证加工孔质量及加工效率条件下,得出了一组较为合理的钻削参数。

TC4钛合金铣削温度参数自适应控制方法研究

传统的钛合金铣削温度参数PID控制方法无法实时反馈钛合金铣削过程中的温度变化情况,影响实际的铣削温度控制,降低钛合金铣削加工精度。对此,设计一种TC4钛合金铣削温度参数自适应控制方法,在铣削过程中建立TC4钛合金温度热模型,分析钛合金热产生区域,计算TC4钛合金不同变形区产生的能量,得到TC4钛合金铣削速度与温度之间的变化模型。基于热焓修正复合神经网络,在自适应温度控制中赋值系统参数以减少控制振动,得到铣削温度参数自适应控制框图,制定自适应模糊逼近调节规则对照表,完成TC4钛合金铣削温度参数自适应控制方法的研究。结果表明,与传统控制方法相比,设计的方法抗干扰能力更好,响应速度较快,跟随误差更小,即鲁棒性更强。

具有内表面拓扑结构的仿生血管设计与制备

针对临床人工血管不具备诱导内皮化的内表面微结构,无法为内皮细胞生长提供合适的力学环境的问题,设计并制备了一种具有内表面拓扑结构的仿生血管(BVST),实现了壁面剪切力的优化分布。基于内皮细胞的形态分布,设计了具有正交、菱形、圆弧三种内表面拓扑结构的仿生血管。通过仿真分析,发现正交与菱形结构的BVST对血液流速影响较小,周期波动相近,且BVST的内表面拓扑结构能减缓细胞流速、增加细胞滞留时间,有利于内皮细胞在进行体外培养时沉积、黏附在BVST内表面。通过对比BVST与无拓扑结构仿生血管的剪切力分布,发现BVST整体剪切力分布更加均匀。分析单个拓扑单元内的剪切力分布,发现菱形拓扑单元内部剪切力分布均匀且连续,剪切力变化较小,有利于内皮细胞的生长。将聚己内酯(PCL)溶于二氯甲烷(DCM)配制质量分数35%的PCL-DCM溶液,采用内径为0.2 mm的针头,在移动速度40 mm/s、电压5.8 kV、针头高度1 mm、挤出气压0.05 MPa的条件下,基于电纺直写技术制备具有拓扑结构的仿生血管内膜;将拓扑结构浸水黏附在纺丝收集柱,基于静电纺丝技术制备仿生血管外膜,获得具有内表面拓扑结构的双层仿生血管。提出的仿生血管设计与制备工艺可为血管内皮化研究提供参考。

喷涂角度对螺栓表面涂层厚度均匀性的影响

针对工程中采用铝涂料涂覆螺栓时螺栓表面铝涂层易出现的厚度不均匀问题,研究喷涂角度对螺栓表面涂层均匀性的影响规律。对喷涂系统的喷嘴和螺栓进行建模,通过计算流体动力学仿真软件Fluent建立了雾化流场的气液两相流物理模型,使用离散相模型(discrete phase model, DPM)分析了流场中气相和液相的相互作用,获得了在不同角度下的喷涂流场,预测了螺栓表面液膜沉积厚度。搭建了喷涂试验系统并与模拟结果进行了验证,模拟和试验研究均表明在喷涂角度为30°时螺栓表面涂层均匀性最佳。

并联机构的改进粒子群轨迹时间优化算法

为使并联机构机械臂运行更加平稳,采用3-5-3分段多项式插值方法进行机械臂运动轨迹规划,保证了机械臂运动轨迹各段曲线平滑连续,角速度和角加速度稳定变化;对机械臂运动轨迹进行优化,采用对惯性权值和学习因子进行动态调整的改进粒子群算法对时间进行优化,进而达到缩短运行时间的目的。实验和MATLAB仿真结果表明,机械臂运动轨迹平滑,改进后的算法收敛速度有所提高,成功优化了运行时间。

矩形盾构刀盘基体内花键加工工艺优化及夹具设计

基于超大断面矩形盾构掘进机刀盘的基体结构工况和内花键高精度加工工艺难点,重新设计了内花键高精度加工工艺及其焊接防变形夹具。该设计方案在保证刀盘内花键加工精度的同时还可控制焊接变形,显著提升内花键的加工精度,为同类型结构产品的加工制造提供应用参考。

高效BOM 结构及BOM 系统有助于推动制造业数字化转型

本文介绍了从研发、制造、售后等领域BOM形态,各类BOM在各业务领域的形成过程以及在各自领域内发挥的作用;通过详细阐述各业务领域内BOM发挥的重要作用,业务领域间因BOM衔接的问题带来的一系列问题以及对生产制造过程带来的重大影响,让各领域充分重视高效BOM结构及BOM系统重要作用,从而督促各领域高效系统推进全价值链BOM管理体系。

淬火态30CrNi2MoVA高强度钢高速铣削参数优化研究

运用三因素三水平的正交试验方案对淬火态30CrNi2MoVA高强度钢进行高速精密铣削实验,获得了铣削参数对于铣削力的影响规律以及高速切削机理;根据各铣削力实验结果建立指数型回归模型,并对其进行显著性分析;对铣削合力线性模型进行方差分析得到铣削参数对于铣削合力变化的显著性分析结果,显著性大小依次为轴向切削深度、每齿进给量、切削速度;应用田口法与极差分析法相结合,以铣削合力进行单目标的参数优化,获得了大致相同的最优铣削参数组合;通过计算证明了田口预测方法预测值与实验值的一致性。

切削用量对高效铣削高强钢切削力的影响研究

在切削速度v=100~300m/min、每齿进给量f_(z)=0.01~0.1mm/z、轴向切削深度a_(p)=1~3mm条件下,对30CrNi2MoVA高强钢进行了高效铣削试验,研究了切削用量对切削力的影响。试验结果表明,切削速度对切削力的变化影响不大,随切削速度的增加径向力略有增加,切向力略有减小;轴向切削深度和进给量对切削力的变化影响较大,径向力和切向力均随轴向切削深度和进给量的增大而近似呈线性增大,且增幅较大;轴向力随切削用量的变化较小,且在不同切削用量下轴向力相差不大。在试验切削用量范围内,总体表现为径向力>切向力>轴向力。

一种可调式智能菠萝去皮机的设计

为了解决目前市面上菠萝去皮工具的安全性能低、灵活性能差、生产加工效率不高等问题,利用UG三维建模并完成自动菠萝去皮的总体方案,以及减速传动齿轮、皮带传动、马耳他十字机及装夹顶尖机构、物料导向槽、去皮刀结构等主要结构部件的设计。根据该设计方案制造的菠萝去皮机构,突出了体积小、质量小、结构简单紧凑、灵活性好、加工效率高、安全性能好等特点,可以取代目前繁琐且低效的人工去皮,对于未来菠萝的加工和应用具有较高的实用价值。

电动执行器铸铝箱体粗铣内孔的研究

铸造铝合金箱体内孔加工特点是其毛坯已经带有底孔,单边加工余量1.5 mm。针对毛坯特点,采用更为高效的涡状线径向扩张加工路径取代圆柱螺旋线层层下移加工路径。针对所用数控系统无涡状线直接编程指令的问题,借助离散化思想,创新地采用了多段半圆弧来拟合涡状线,以达成相应效果,并且从几何直观和解析式两个角度验证了拟合策略的可行性和准确性。

浅谈斗轮式堆取料机立柱与后臂架拼装技术

本文以常规堆取料机为基础,并结合机型的实际结构特点,详细阐述了立柱与后臂架在拼装阶段选择合理场地、划线加工要求及组件转运,将立柱与后臂架拼装方案编制的主线和要素清晰展现,对今后同类型项目的实施具有较好的参考价值和指导意义。

旋压钛筒体尺寸精度的质量控制方法研究

分析了电解铜箔的核心设备阴极辊结构,提取出其影响质量的关键结构件纯钛筒体的直线度、椭圆度两个重要参数,对此参数影响因素进行实验和大量数据积累分析,制定出控制直线度和椭圆度的最佳方案。结果表明:在保证旋压芯模直线度和椭圆度<0.1 mm情况下,通过修正钛环坯定位环内径偏差,对称性增加碾压轮数量,对钛环坯整体加热,在加工过程中对钛环坯局部针对性加热,钛筒体成形后对钛筒局部进行钻孔,敲打时效处理等工艺方法,大幅度提高了超大规格钛筒体的椭圆度和直线度。在改善芯模形状公差条件下,采用6个碾压轮、加工过程中局部加热的方法,是提高纯钛筒体的直线度和椭圆度最有效的方式。但是未考虑钛环坯加工过程中的热变形,碾压轮加工时的热变形;在钛环坯不同旋压状态下,碾压轮与钛环坯表面的摩擦力等影响因素。今后,需对这些影响因素,进行大量试验分析,研究更有效的工艺控制方法,来进一步提高超大规格钛筒体的成品质量,从而对进一步提高铜箔质量做出来有意义的尝试。

高速铣削GH4169镍基高温合金切削温度的研究

为了研究GH4169镍基高温合金在高速铣削过程中不同切削用量对切削温度的影响,采用正交试验法对其进行切削仿真,并对铣削加工仿真结果进行分析,得到切削用量与切削温度的关系。为验证仿真结果的合理性和准确性,进行了GH4169镍基高温合金高速铣削加工试验,对比分析高速铣削试验和高速铣削加工仿真的结果,验证GH4169镍基高温合金高速铣削仿真模型的准确合理。在已确定的加工仿真模型基础上进行单因素试验,研究不同切削用量对切削温度的影响。结果表明:在切削速度、每齿进给量和背吃刀量均增大的条件下,铣削温度都逐渐上升,但增长速率呈下降趋势。

铅银合金阳极板自动化生产技术应用

阳极板的质量好坏在电解金属锰生产过程中直接影响着金属锰的生产成本。随着工业和生产力的不断发展。以人工为主进行阳极板生产的工艺已经落后,需要依靠自动化的工业产线实现阳极板的自动化生产,如何选择适合铅银合金阳极板自动化生产的工艺是实现阳极板自动化生产的主要因素。根据铅银合金阳极板的材质特性结合铅酸电池的生产工艺和汽车加工制造的工艺,主要就如何实现铅银合金阳极板自动化生产进行了简单的阐述。