热处理技术在机械制造过程中的应用

热处理是机械制造中一门重要的学科,在制造过程中与铸造、锻造、机加、焊接等其他学科彼此关联,生产应用较为广泛。随着我国机械产品与热处理技术的高速发展,热处理工艺与相关专业的有机结合对提高产品加工质量、提升制造能力显得尤为重要,机械制造人员应正确熟练地应用热处理工艺并协调与相关专业之间的关系。结合生产实践,依据热处理在工艺路线中工序位置的不同将其划分为预先热处理工序、中间热处理工序及最终热处理工序3种类型,阐述了热处理工序与工艺在机械制造全过程中具体的应用及作用,剖析了工艺案例,并对设计零部件工艺路线时应注意的关键点进行了详细的分析与探讨,旨在促进热处理工艺技术得到更好的发展和应用,为工程技术人员提供指导性建议。

新形势下机械制造中的安全因素与控制策略

就目前发展形势而言,作为我国企业的基础构成领域,机械制造有着举足轻重的作用.其中,安全生产不仅是确保机械制造企业开展工作的基本前提,还关系到企业的生产质量和生产效率.笔者首先分析了新形势下机械制造企业安全生产管理过程中存在的一些问题,然后针对这些问题提出了具体解决措施,希望能够促进企业的安全、健康、可持续发展.

一种压阻式传感器信号调理电路的设计

由于压阻式MEMS传感器输出信号极其微弱,极易受到测试环境的噪声干扰,还需要外接调理电路,为了提升信号的采集精度,提出一种压阻式传感器信号ASIC调理电路的设计方案,实现输出信号的放大、滤波功能。测试结果表明,调理电路可以在10~200倍的范围内调节增益,-0.5 dB截止频率调节范围覆盖0.1~20 kHz;低频范围内,芯片的等效噪声为45 nV/√Hz。将调理电路与传感器相结合,改进的测试系统响应速度快,滤波效果更好,测试精度优于5%,传感器非线性为5.4%。同时,调理电路的大小和体积也很小,功耗低,对后续继续研究传感器测试系统有重要意义。

基于COMSOL的电磁发射一体化弹丸动力学分析

为了实现高效、精确的电磁发射一体化弹丸效果,深入理解一体化弹丸在电磁场中的动态响应和运动特性,通过采用基于COMSOL的电磁场仿真模拟方法,结合理论推导和数值计算,对电磁发射一体化弹丸的动力学行为进行了系统的研究。建立了有限元模型,对弹丸在电磁场中的受力情况进行了描述和分析;利用COMSOL软件进行仿真,得到了弹丸在电磁发射过程中的速度和位置等关键参数;并得到相关的磁场特性。通过对仿真结果进行分析,深入了解弹丸在电磁场中的运动轨迹和磁场特性,进一步揭示其运动特性和响应机制,为电磁发射技术的进一步发展提供重要的参考和指导。

仿虾螯式抗冲击微加速度传感器设计

针对外弹道信息测量过程中,低量程微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)加速度传感器在上万g_n过载环境下的损坏问题,提出了一种仿虾螯式抗冲击微加速度传感器,可以实现抗过载30000g_n、量程50g_n的指标要求。有限元仿真结果表明,在50g_n载荷作用下,加速度计敏感单元位移为0.99μm,灵敏度为0.124 pF/g_n;引入仿虾螯式抗冲击缓冲结构的加速度传感器在30000g_n过载作用下承受的等效应力的最大值从1022.5 MPa降低至84.326 MPa,有效地提高了该传感器件的可靠性。

微加速度计电磁力反馈系统设计与仿真分析

针对电容式加速度传感器的闭环控制需求,设计了一种电磁反馈系统,以满足用于惯性导航的高精度加速度传感器的需求。该系统保证了加速度传感器具有高机械灵敏度的同时,还能拓宽其量程。建立了电容式微机电系统(MEMS)加速度传感器的闭环控制模型,并对电磁结构进行了有限元分析。仿真结果表明:线圈电流为277.3μA时,电磁力达到了1.509 mN。当输入反馈电压为-19.1~19.1 mV时,反馈系统能实现加速度传感器在±5g(g=9.8 m/s^(2))范围内的闭环控制。计算表明加速度传感器敏感结构的机械噪声为1.22×10^(-8)g/Hz^(1/2)。利用Simulink分析可知,在±5g范围内,电容式MEMS加速度传感器闭环控制系统的反馈电压与输入加速度具有良好的线性关系,其灵敏度为3.8 mV/g。

微克飞行器MEMS气动控制微系统

针对微克飞行器对毫米级的控制系统的需求,借助MEMS技术,提出一种微型化的气动控制系统。借助蠕动电极可累积作用效果的特点,使控制系统在力与体积之间达到良好的平衡,达到在小体积内获得高驱动力的目标,通过理论分析和尺寸优化完成结构的设计,并进行有限元仿真分析。仿真结果表示,最终设计的微系统面积为22 mm×12 mm,可以产生433 mN的驱动力,可使控制面实现偏转角在12°范围内的角度调控。

基于磁-加速度信号的侵彻计层方法研究

针对侵彻计层实时处理数据过程中,单独使用加速度计处理数据时信号噪声大、分离难度高,单独使用磁传感器处理数据时易受探测环境干扰的问题,提出一种加速度传感器与磁传感器结合的侵彻计层处理方法。利用加速度传感器响应时间快于磁传感器响应的现象,将加速度信号作为磁传感器信号的计时开关,并根据磁信号满足预设的阈值-脉宽信息来判断弹体该次动作是否为侵彻钢筋混凝土靶板层,完成侵彻层数过程的识别。通过建立侵彻模型,分析过载信息组成,确立刚体加速度分离方法,并通过对比加速度信号与磁信号在侵彻过程中的变化情况,分析信号峰值在侵彻过程中与靶板位置的关系,论证了探测方案的可行性。

不同结构炮口制退器对某两栖火炮底盘影响分析

为研究不同结构炮口制退器对两栖火炮炮口流场影响,采用CFD技术,结合动网格技术对弹丸进行处理,采用三维非定常可压缩流动的Euler方程和Realizable k-ε湍流方程对炮口流场进行数值模拟。通过数值仿真得到了炮口流场对车体不同部位的超压分布规律,结果表明,在冲击式炮口制退器下舱盖前端面上棱位置横向压力,与舱盖前端面下棱横向压力均比反冲击式的压力高。在炮口下方位置车体上表面横向位置,t=1.0 ms左右,在冲击式炮口制退器下的超压值比反冲击式高约为0.8 MPa。研究结果对两栖火炮炮口底盘相关设计、制退器结构选择提供了数据依据。

压阻式加速度传感器动力学响应分析与验证

面向极端环境下压阻式加速度传感器的冲击动力学响应特性分析的需求,对其封装体结构建立多自由度动力学响应模型,利用矢量法并结合MATLAB软件进行数值求解,获得其敏感结构位移响应曲线,与霍普金森杆实测结果对比,表明该响应模型可有效表征受迫振动中加速度传感器敏感结构的动力学响应过程,为MEMS高量程加速度传感器的优化设计提供理论参考。

弹药自动装填机械手运动学分析

阐述了某大口径自行火炮弹药自动装填机械手的结构设计以及运动学分析,建立了相应的运动学模型,并在此基础上求解了机械手的正、反运动学方程。为了验证结构以及运动学分析,用Matlab软件中的Robotics Toolbox对整个系统进行了仿真,结果说明该设计方法是可行的。

煤矸石资源化利用研究现状与展望

煤矸石是我国排放量最大的工业固体废弃物之一,其长期大量堆积对自然环境造成了严重危害。过去很长一段时间,我国对煤矸石的处理简单低效,未能充分利用其中丰富的有价组分。“十四五”以来,我国大力推进高质量发展和生态文明建设,对煤矸石处理提出了更高要求,处理方式逐渐向绿色高值化方向发展。本文从煤矸石的物化性质和污染风险出发,系统论述了以煤矸石发电,用作建筑材料,提取化工产品、矿物产品和战略金属资源,制备陶瓷和多孔材料等产生经济效益的利用方式,以及用煤矸石处理污染废水、改良荒地土壤等产生环保效益的利用方式,分析了当前煤矸石综合利用的发展趋势和存在的问题,以期为我国煤矸石及其他固体废弃物综合利用研究提供借鉴。

基于干涉和实时前馈实现三个量子节点的纠缠

纠缠多个空间分离的远程量子节点是构建量子信息网络的基础,不仅如此,多量子节点间的纠缠亦可应用于分布式量子计算和量子精密测量等,实现更高纠缠度的多量子节点间纠缠势在必行.文中基于干涉和实时前馈,借助于腔增强通过采用受激拉曼散射机制实现三个远距离原子系综的纠缠.该方案中只需要三套腔增强原子系统,光学谐振腔增强了光和原子之间的相互作用,使得通过受激拉曼散射产生的斯托克斯光场和反斯托克斯光场的效率得到提高,实现了高纠缠度的光与原子纠缠.在此前提下,基于斯托克斯光场的干涉和实时前馈实现三个远程原子节点间的纠缠.这种方法可以扩展到更大规模,甚至更加复杂的量子信息网络中,从而在量子信息科学中具有潜在的应用.

管道机器人过T型管垂直爬坡动态性能分析

为进一步了解复杂管道的内部环境,设计一种全驱动轮式管道机器人。通过坐标旋转法,分析管道机器人通过T型管垂直爬坡时的姿态调整过程与运动状态变化,运用ADAMS动力学分析软件,分析管道机器人通过T型管时各驱动轮的受力情况和驱动轮质心运动速度变化。研究发现管道机器人通过T型管时,其各驱动轮先后经历悬空状态并失去管壁支撑,4个驱动轮与管壁的接触力总的变化趋势均是先减小到0 N,然后随着驱动轮与管壁发生接触碰撞,接触力迅速增大,幅值超过其稳态值;前后2个驱动模块的驱动轮质心运动速度不同,前驱动模块驱动轮质心运动速度变化规律为类似正弦变化,后驱动模块由于接触碰撞,上部驱动轮与管壁发生打滑,驱动轮运动速度先轻微增大后迅速减小。研究结果为管道机器人的结构设计提供参考。

智能焊接专业产教融合实训基地建设研究

智能焊接专业产教融合实训基地的建设直接关系到焊接技能人才培养的质量,在职业教育不断发展的关键时期,如何建立产教深度融合实训基地至关重要。为了满足焊接行业技术人员的大量需求,高校应积极进行改革,从设备场地、教师素质、教学方法、教材、管理模式等各方面进行创新,不断提升产教融合实训基地功能,培养符合市场、企业需求的高技能焊接专业人才。

电镀锌镍合金技术应用研究

随着装备所在地域条件的差异化,目前磷化、氧化、镀锌等传统钢铁镀覆层技术已不能满足装备使用环境要求。为了提高市场竞争力,储备针对海洋、热带雨林等恶劣环境下的产品防护技术,研究并应用碱性锌酸盐型电镀锌镍合金新技术是非常必要的。通过开展耐蚀性好的电镀锌镍合金技术研究,采用正交试验和单因素法进行工艺参数匹配性试验研究。对不同钢铁金属材料在不同结构条件下的电镀锌镍合金工艺进行批生产验证及性能检测,为产品防护设计提供依据,最终形成钢铁金属材料锌镍合金典型工艺规范,推广应用到处于海洋气候等恶劣条件下的防护性要求高的军民品。

基于ANSYS的火炮抽气装置优化改进

某自行火炮中传统抽气装置的喷嘴极易锈蚀、拆解更换难且部件重量大,造成火炮起落部分重量较大。针对这一问题,采用钛合金新材料及喷孔代替喷嘴,对传统抽气装置进行优化改进。通过建立抽气装置的虚拟样机,材料分别采用合金钢和钛合金进行最大压力工况下的对比分析计算,确定新材料新结构的理论可靠性。经过射击试验考核,新方案满足抽气装置的使用要求,装置质量减少了30%,耐腐蚀性能、维修性和产品质量得到极大提高。

新型添加剂碱性锌酸盐镀锌工艺研究

传统DE型碱性锌酸盐镀锌工艺,存在光亮范围窄、分散能力差、覆盖能力弱的工艺缺点。通过霍尔槽试验,系统测定了两种新型添加剂镀液的性能,并与DE型添加剂镀液进行了比较。结果表明,B型添加剂镀液具有更宽的电流密度范围,是DE添加剂的2.5倍;分散能力、覆盖能力分别提升了25.3%和500%;镀层结合力及抗脆性良好,可作为传统碱性锌酸盐镀锌添加剂的替代品,为后续行业内从业人员在添加剂的选择方面提供理论依据。

基于典型变径深孔的加工方法及应用

深孔加工技术是机械制造领域的工艺难题,变径深孔结构零件的制造更具有明显的工艺特征与加工难度。主要阐述了典型变径深孔件的技术特点,重点介绍了在车床上镗削、铰削深孔的工艺方法及在加工过程中需控制的技术要点,并简要介绍了变径深孔的精细加工方法以降低表面粗糙度,最后以加工案例为导向,分析了减振镗刀杆在复杂深变径深孔中的应用。采用减振镗刀杆可最大化降低切削振动,获得最佳工艺系统稳定性和加工精度。

数控刀具技术与应用探析

数控刀具是切削加工的基础工艺装备,在制造过程中与数控机床相互配合承载不同的加工工艺,共同完成材料切削加工。针对数控刀具的选用,探讨了选用要点,并以具体数控车加工为例进行了刀具的选用,以促进数控刀具更好地发展与应用。