考虑刀具磨损的细长轴车削参数动态调整策略

为解决细长轴车削加工弯曲变形量和表面粗糙度难以控制的质量问题,以及传统优化方法受刀具磨损影响导致加工质量可靠性差的弊端,以对称车削工艺为研究基础,基于细长轴车削过程弯曲变形和表面粗糙度形成机理分析,确定影响细长轴加工质量的关键因素;经试验分析、建立预测模型和多目标优化得出刀具未磨损条件下的最优车削参数;通过探究同一组车削参数条件下不同刀具磨损深度对加工结果的影响规律,提出基于刀具磨损深度的最优车削参数动态调整策略。经实际生产验证,最优车削参数动态调整策略不仅可以实现不同刀具磨损深度下弯曲变形量和表面粗糙度的精准控制,还可以提升生产效率、稳定生产节拍和降低生产成本。

TC21钛合金数控车削参数多目标优化研究

为实现TC21钛合金数控车削加工表面粗糙度达标和车削温度可控,利用中心复合试验法设计试验方案,并对试验结果进行极差分析和加工机理分析,以明确车削参数对加工结果的影响规律。基于响应面法建立表面粗糙度和车削温度的单目标预测模型,并通过统计学分析验证预测模型的精度。运用NSGA-Ⅱ遗传算法计算多目标最优车削参数,经实际加工对比验证得出:利用多目标最优车削参数加工所得的表面粗糙度和车削温度与预测值相符,且均满足实际工程要求。

基于SEA的机器人仿肌弹性驱动关节研究

为了实现机器人的拟人运动,提高其对外部环境的适应性,基于串联弹性驱动器(SEA)驱动形式提出一种仿肌弹性驱动的机器人转动关节,以实现机器人在受迫振动或受冲击下的柔顺自调整运动。该关节机构参考人体肌肉-肌腱组织的Hill-type模型,采用具有对抗形式的主动弹性驱动和被动弹性牵制的设计方案,模拟肌肉收缩运动和功能,产生牵拉力以驱动机器人的关节。通过对该弹性驱动关节进行建模分析,得到其动力学描述方程,结合多次仿真测试中获得的系统运动特性曲线,在掌握其运动规律的基础上完成了其动力学性能评估。此外,针对关节机构具有的强弹性、低刚度特点,提出一种基于虚拟刚度补偿的控制方法,并应用在具有仿肌弹性驱动关节的二自由度机器臂上,实验结果表明其可行、有效。

基于包容球理论的大型桨叶去重平衡的优化研究

由于桨叶在成型加工过程中受制造精度、材料缺陷及装配误差等非设计因素的影响,导致组合式船用螺旋桨的实际重心位置与理论设计重心位置不一致,无法满足实际需要和工程应用,因而需要对重心不合格的桨叶进行去重处理以修正重心误差。针对去重最优化要求,提出基于最小包容球理论的重心误差最小包容球概念,建立多桨叶间的重心位置关系,用以描述组合式桨的重心误差范围,还提出相应的去重工艺球算法,来判断桨叶是否需要进行去重处理。为了验证误差包容球和去重球理论,建立相关桨叶的参数化模型,应用sobol算法和TSearch算法进行优化,并确定去重区域,可得到满足条件的去重参数。结果表明,将包容球理论应用于组合式船用桨的去重优化,可实现船桨的重心误差修正且满足其动平衡性能要求。

大型复杂曲面工件的重心倾测方法研究

以某大型船用螺旋桨桨叶作为研究对象,根据重心位置的三维测量原理,应用传感器技术,分别在水平姿态和倾斜姿态下测量支撑力,利用力矩平衡原理和坐标系转换方法得到桨叶重心位置,此方法可称为重心倾测法。同时建立相关的数学模型,结合实际情况,对整体误差进行分析和处理。实验结果表明该重心倾测方法具有较高的精确性,对大型复杂曲面工件的重心测量和位置标定具有一定的指导意义。

组合式螺旋桨重心误差评价与修正

由于桨叶在成形加工过程中受制造精度、材料缺陷及装配误差等非设计因素的影响,导致组合式螺旋桨的实际重心位置与理论设计重心位置不一致,对其力学性能会产生不良影响,因此需要对相关桨叶进行重心误差评价和去重处理以修正重心误差。提出了重心最小包容球和重心公差球的概念和算法,并以此为依据判断桨叶是否需要进行重心修正。同时根据重心组合原理,分别以修正质量最小和桨叶重心离散程度最小为标准,提出了相应的修正方案,并利用理论分析和仿真实验相结合的方法验证了方案的可行性。

基于LS-DYNA液压挖掘机铲斗强度仿真研究

为了研究实际工况中液压挖掘机铲斗的强度特征,利用LS-DYNA建立了柔性体铲斗实体模型与非线性显示动力学理论,构建土壤的本构模型;通过对铲斗挖掘土壤过程进行仿真,得到铲斗工作过程中极限应力值及铲斗的应力分布特点;所得结果为提高铲斗工作使用寿命提供了重要的依据,为铲斗的设计和使用提供一种新的手段和方法。

多级破碎筛分机的研究设计

阐述了我国破碎和筛分机械设备的发展状况,综合分析了破碎筛分设备的利弊,据此提出并设计了一种多级破碎筛分机,介绍了该破碎筛分机的主要结构特点,并从理论上论证了其所具备的节能特性。

一种外啮合齿轮泵壳体动力学分析

一种外啮合齿轮泵在某些特殊的环境下连续长时间工作后会发生泄漏,针对该现象展开深入的分析,发现外界环境的振动是导致该齿轮泵泄漏的主要原因之一,尤其发现前后两个端盖以及端盖与外部接头的连接处是容易发生泄漏的区域。借助大型有限元分析软件ANAYS,建立该类型齿轮泵的有限元模型,并且对该泵壳体进行动力学分析,提取前八阶模态,找出其振型和频率。

航空铝合金薄壁件加工变形的分析与工艺方案设计

飞机整体结构件存在结构复杂、薄壁部位多和零件本身要求精度高等特点,在高速铣削过程中极易发生变形,使零件尺寸超差。以飞机舱门零件为研究对象,主要分析影响铝合金加工变形的影响因素,根据零件的结构特点制定合理的加工工艺方案,选取合理的加工参数,确保工艺过程的合理性和有效性,同时确保零件的尺寸合格,保证产品质量。

典型接头零件加工工艺及常见问题解决方案

为实现航空制造领域典型接头零件优质高效生产制造,选取3类典型接头零件作为研究对象,分别进行零件结构及难点分析、生产过程常见问题梳理、典型工艺流程设计、专用定位及加紧方式选择、加工效果优缺点评估,实现典型接头零件实际生产经验的总结和归纳,为同类接头零件的工艺设计及生产制造提供参考。

高速铣削在某铝合金支架类零件加工中的应用

高速铣削加工具有加工效率高、表面精度好以及生产效率高等特点,因此,近年来逐步得到广泛应用。而高速铣削往往受待加工毛料的限制,导致断续切削,降低加工质量。通过对某铝合金支架类模锻件分别采用常规铣削加工和高速铣削加工,对比分析了两种加工方式对加工零件质量和加工效率的影响,论证了高速铣加工在铝合金模锻件类零件加工中良好的适用性,通过高速铣削加工,零件的加工效率提高了40%。本文的加工思路为铝合金类似零件的加工提供参考经验。

基于萤火虫—模拟退火混合算法的AF1410钢车削参数优化研究

为探究满足AF1410钢特定表面粗糙度要求的最优车削参数,利用中心复合试验法设计试验方案,对试验结果进行影响规律分析和加工机理分析,并基于响应面法建立表面粗糙度回归模型。同时为弥补标准萤火虫算法的固有缺陷,在标准萤火虫算法基础上引入模拟退火算法形成萤火虫—模拟退火混合算法,并对AF1410钢车削参数优化数学模型进行求解,得出最优车削参数为切削速度V=265m/min,进给量f=0.06mm/r,背吃刀量ap=1.2mm。经验证,利用最优车削参数加工所得表面粗糙度满足实际使用需求。

基于双刀车削工艺的加工参数多目标优化

为解决LF2铝合金挡片零件车削加工变形量大和表面质量差的问题,提出双刀车削加工工艺。通过理论分析,得出加工参数是控制双刀车削加工结果的关键因素;利用拉丁超立方体法设计试验方案,通过对试验结果进行趋势分析和统计分析,探究加工参数对加工结果的影响规律;基于响应面法建立单目标预测模型,利用JMP软件的等高线刻画器模块对加工参数进行多目标优化求解,并对优化结果进行实际加工验证。结果表明:采用满足多目标优化的双刀车削加工参数,可精准控制LF2铝合金挡片零件加工变形量和表面粗糙度;所提方案具有良好的实际工程应用价值。

基于ADAMS的供氧传动机构故障诊断与优化

为降低某型号飞机供氧传动机构行程指标故障率,基于对供氧传动机构的运动原理分析,锁定影响行程指标的参数,在ADAMS软件中建立参数化模型,并赋予实际工程数据实现故障复现,将故障复现仿真结果与实测数据对比,验证模型的准确性;通过设计变量敏感性分析,确定导致行程超差的主因并对其进行优化设计;基于ADAMS/insight模块对优化后的模型进行可靠性仿真,并给出具体的工艺控制方法。结果表明:供氧传动机构行程指标故障率由18%降至4%,所提出的故障诊断和工艺优化方法经实践验证效果显著。

基于双刀对称车削工艺的杆件加工变形量控制研究

为解决LF6铝合金杆件车削变形量大的问题,提出双刀对称车削工艺,并对杆件进行受力分析,锁定加工参数和加工刀具几何形状作为控制杆件变形的突破口。基于空间填充法对8个变量进行试验设计,通过对试验结果进行机理分析和极差分析,确定切削速度、进给量和刀具前角是控制杆件变形的主要因素,利用单因素试验法得出最优刀具前角为26°。基于中心复合法对切削速度和进给量进行试验设计,通过响应面法建模和哈里斯鹰群算法优化计算,得出最优切削速度为104m/min,最优进给量为0.28mm/r,并对优化结果进行实际加工验证。结果表明:采用双刀对称车削工艺并选取最优参数可有效实现杆件变形量的精准控制,满足实际工程要求。

LF6铝合金细长轴对称车削加工参数优化

为解决LF6铝合金细长轴车削加工弯曲变形大和表面质量差问题,提出基于专用车夹的对称车削加工工艺。基于力学模型分析和切削模型分析,锁定加工参数是影响细长轴加工质量的核心因素,基于中心复合法设计试验方案,分别利用极值法和响应面法探究加工参数对最大弯曲变形量和表面粗糙度的影响规律,基于JMP软件的等高线刻画器模块对加工参数进行多目标优化计算,并将优化结果通过实际加工对比验证,结果表明:采用对称车削工艺从原理上可实现低成本、大刚度、高效率细长轴加工,基于响应面法优化的对称车削加工参数可实现弯曲变形和表面质量的精准控制。

基于响应面法的1Cr18Ni9Ti不锈钢车削参数优化

以1Cr18Ni9Ti不锈钢材料车削参数为研究对象,基于中心复合法建立车削试验矩阵,利用极值法分析各车削参数对表面粗糙度的影响规律,并得出使表面粗糙度最小的最优车削参数组合。利用响应面法建立表面粗糙度预测模型,基于显著性分析调整模型中变量成分提高模型的准确性。采用JMP软件对工程中常用的表面粗糙度目标进行加工参数优化计算,结果表明:基于响应面法建立的粗糙度预测模型可精确预测设定目标的最优车削参数,相比极值法更具有实际应用价值。

基于主客观赋权法-TOPSIS的双刀车削参数多目标优选

为满足LF2铝合金垫环零件对变形量、表面粗糙度和切削功率的加工要求,提出双刀车削加工工艺,经分析得出车削参数是影响加工结果的关键因素。利用中心复合法设计试验方案,通过对试验结果的趋势分析和机理分析探究加工参数对评价指标的影响规律,基于乘法归一法将层次分析法和熵权法融合为主客观赋权法对三项评价指标分配权重,利用TOPSIS法优选双刀车削参数,并将优选结果进行实际加工验证,结果表明:基于主客观赋权法-TOPSIS优选的双刀车削加工参数满足LF2铝合金垫环零件三项评价指标的综合要求,具有良好的实际工程应用价值。

针对成组加工生产模式的设备布局研究

设备布局管理是整个生产管理中的重要组成部分,合理的设备布局可以节约大量的非增值时间,提高生产效率,传统的机群式设备布局在生产实践中暴露出低效、浪费等诸多缺点,而高度自动化的流水线式设备布局无法适应“多品种、小批量”的生产模式需求。本文以成组技术为核心,通过将产品按不同的标准进行分类,将生产模式由“多品种、小批量”进化成“小品种、大批量”,针对不同产品族的加工特性,进行设备布局的设计和管理。