基于设计特征的机床全生命周期碳足迹评估方法

面对全球变暖这一严峻的气候变化挑战,减少机床全生命周期的碳排放成为一项至关重要的任务。从设计源头出发,以降低机床全生命周期的碳排放为目标,研究其碳排放特性及其相关设计要素关联关系是机床低碳设计的基础工作。为有助于在早期设计阶段评估机床全生命周期碳足迹,提出一种面向方案设计阶段的基于设计特征的机床全生命周期碳足迹评估方法。提出机床系统特征(关系特征与运行特征)与单体特征(几何特征、技术处理特征、材料特征)的概念,表征机床零部件间层层约束关系,并建立基于设计特征的机床设计方案表达模型。将机床全生命周期内的碳排放活动归类为面向设计特征的六类特征关联活动,建立设计特征与碳排放活动之间的关联机制。提出基于设计特征的碳足迹量化方法,建立机床全生命周期碳足迹评估模型。以计算和分析某锯切机床的全生命周期的碳足迹为例,验证了所提方法的可行性。

基于CiteSpace的圆锯片研究热点趋势分析

本文分析了圆锯片设计及制造优化中减振降噪水平与动态稳定性的研究热点与前沿理论的演进路径,基于可视化分析软件CiteSpace,以2002—2022年中国知网和Web of Science核心合集数据库为数据来源,分别从年发文量、关键词、发文作者及发文机构,对圆锯片结构设计及生产工艺的一般方法及特点进行初步探讨,根据关键词时间线及突显词对未来发展趋势进行展望。研究结果表明,2002—2022年圆锯片相关研究领域的中英文文献发文量平稳,研究机构间的合作相对分散,研究热点主要集中在圆锯片结构设计优化和生产工艺优化方面。结合关键词演变知识图谱,总结了提升圆锯片减振降噪水平及动态稳定性的方法,指明了该领域未来的研究重点和发展方向。

锯片垛回火过程温度场数值模拟与变形控制

为探究回火温度和时间对锯片基体强度、硬度及变形的影响,利用非稳态导热原理,建立了锯片基体码垛加压回火过程的温度场数值模型,模拟不同回火条件下的温度场分布,并分析其对轴向和径向变形的影响。研究发现,加压回火中锯片基体垛的径向和轴向最大温差分别约为10℃和(18~20)℃,65Mn锯片基体码垛用钢最佳回火工艺为400℃下保温12 h。通过数值模拟与实验数据对比,验证了回火变形规律与温度分布特性的一致性。

辊压适张对75Cr1材质圆锯片模态频率特性的影响

为了改善75Cr1圆锯片的振动特性,运用有限元法对不同辊压工艺参数下的圆锯片进行模态分析,得出圆锯片旋转过程中齿通频率范围内的模态振型以及固有频率。模态试验测试发现辊压后圆锯片各阶固有频率会升高,验证了有限元法的有效性。研究结果表明,在(5954~7578)Hz频率范围内,辊压处理后圆锯片模态振型减少;模态振型出现顺序发生改变,高阶振型向低阶移动,中间阶次振型向高阶移动;固有频率分布规律发生改变,辊压前在齿通频率范围内固有频率分布均匀,辊压后不再均匀,而呈现一种前段密、后段疏的分布特性。

基于机器视觉的锯片基体几何参数测量

针对圆锯片几何参数大多依靠人工,检测效率低下易产生人工误差等问题,本文采用改进的霍夫圆检测算法和联通域法,通过图像采集、预处理、系统标定、边缘检测,对其内径、外径、齿高、齿数进行检测。实验证明:该算法不仅检测误差较小、检测速率高,而且具有可行性。

圆锯片基体辊压适张残余应力试验与仿真研究

为了指导制锯企业开展辊压适张工艺优化,研究辊压适张后圆锯片基体的残余应力分布状态。利用有限元仿真分析圆锯片基体辊压适张后残余应力分布,并应用X射线衍射法检测残余应力,对比辊压适张残余应力检测试验结果和有限元仿真结果,得出辊压后圆锯片基体残余应力的分布特性。研究结果表明,辊压后圆锯片基体径向残余应力沿半径方向呈“低-高-低”的分布趋势,切向残余应力沿半径方向呈“外正内负”的分布规律,辊压适张仿真模型能够反映辊压带内外两侧真实的应力分布状况。

圆锯片基体辊压适张残余应力分布特性

针对不同规格的圆锯片基体进行相应的辊压适张处理是提高圆锯片锯切质量的重要方式。为了研究圆锯片基体的辊压适张残余应力分布特性,对圆锯片基体进行辊压试验和残余应力测试试验,并通过辊压适张理论和有限元数值模拟方法获得辊压后圆锯片基体的残余应力分布特性。结果表明:辊压改善圆锯片径向应力分布的均匀性,辊压后径向应力最大值和最小值的差值较辊压前有所减小;辊压后圆锯片的稳定性提高,辊压适张切向残余应力沿半径方向呈“外正内负”的分布规律,锯片边缘产生的正切向应力能够抵消热应力带来的负面影响。试验结果对制锯企业根据不同规格、不同材料的圆锯片基体开展辊压工艺优化试验具有指导作用。

圆锯片基体热处理生产过程评价指标体系与标准

热处理作为制锯企业最重要的生产工艺环节,不仅对锯片产品的综合质量和使用性能起到关键性作用,还对企业的经济效益和环境友好性具有重要影响。开展热处理生产过程的清洁生产综合评价、提升与改造对制锯行业实现可持续发展具有重要意义。本文旨在构建一套面向圆锯片基体热处理过程的清洁生产综合评价指标系统。该评价指标系统一方面可为制锯企业进行热处理过程优化自诊断提供科学指导,另一方面可为主管部门开展清洁生产审核提供理论依据。