基于均匀损耗法的圆角去除加工

根据均匀损耗法的基本原理,利用简单形状的电极,通过设计加工轨迹,采用逐层扫描的方式去除型腔圆角。通过与传统成形加工方法比较发现:新方法可实现清角加工且电极端部形状保持不变,其实际放电加工时间略长于传统成形加工方法所用时间,但它不需修整电极并重新装夹,在加工多个型腔时,其总用时将小于传统方法所需时间。

UV-LIGA和微细电火花加工技术组合制作三维金属微结构

为了制作三维金属微结构,研究了UV-LIGA和微细电火花加工技术组合的工艺方法。使用UV-LIGA技术制作了准三维金属微结构,然后,对该微结构进行微细电火花加工制作三维金属微结构。使用提出的方法制作出了局部为梯形凸台和锥形凹槽三维微结构的镍模具,给出了梯形凸台和锥形凹槽的尺寸。分析了微细电火花加工中放电参数对表面粗糙度的影响,在工作电压为65V,标称电容为100pF时得到了Ra为0.08μm的微细电火花加工表面。研究结果表明,使用该方法可实现三维金属微结构的制作;通过减小工作电压和标称电容的方法可降低微细电火花加工的表面粗糙度。

电主轴热特性分析与基于自然指数的热误差建模

提出了一种基于自然指数的数控机床电主轴热误差建模方法。通过对电主轴结构及温度场的分析,得到用于电主轴热特性有限元分析的几何模型和热边界条件,利用ANSYS对电主轴进行热特性有限元仿真分析,得到电主轴的稳态温度场与稳态变形场。电主轴任意转速下的热误差可通过自然指数模型来描述,但需要确定任意转速下的热平衡时间常数和稳态热误差两个参数,为此给出了两个参数的计算方法。在一台加工中心上进行任意转速下的电主轴热误差测量实验,结果表明:自然指数模型具有很好的鲁棒性和很高的准确性。

数控机床主轴热漂移误差基于贝叶斯推断的最小二乘支持向量机建模

针对数控(Computer numerical control,CNC)机床主轴热漂移误差建模及预测问题,提出一种基于贝叶斯推断的最小二乘支持向量机(Least squares support vector machine,LS-SVM)建模方法。以一台双转台五轴加工中心为研究对象,进行热误差测量试验,利用非接触式激光位移传感器及温度传感器同步测量机床主轴各运动方向热漂移误差及温度变化数值,获取建模数据。模型训练过程运用贝叶斯推断方法对LS-SVM的正规化参数、核函数参数进行优化选择,获取基于参数后验概率最大化的最优参数组合,进而构建可准确预测机床主轴热漂移误差的优化模型。分别利用基于贝叶斯推断的LS-SVM模型、传统LS-SVM模型以及BP神经网络(Back propagation artificial neural networks,BP-ANN)模型对机床变工况条件下主轴热漂移误差进行预测,通过预测效果对比,基于贝叶斯推断的LS-SVM模型具有更高的预测精度,在机床变工况条件下仍具有较高鲁棒性与泛化能力,可以很好地弥补现有建模方法的部分局限性。

基于主成分分析与BP神经网络相结合的机床主轴热漂移误差建模

为提高数控机床热误差模型的预测精度,提出了将主成分分析与BP神经网络相结合的主轴热漂移误差的建模和预测方法.使用主成分分析法对多个温度变量进行降维处理或重新组合,将处理后所得较少的主成分变量作为样本输入BP神经网络进行训练而得到主轴热漂移误差模型,并与经过测点优化后以关键点温度作为输入的BP神经网络模型进行对比分析.结果表明:基于主成分分析与BP神经网络相结合的主轴热漂移误差模型的拟合精度较高,残差较小;由于BP神经网络的输入变量较少而使所提出的模型训练速度快、迭代次数少.

微细电火花三维加工中电极损耗补偿新方法

为解决微细电火花三维加工中存在的电极损耗问题,提出了一种使线性补偿法与均匀损耗法相结合的新的补偿方法.加工实验结果表明,使用这一新补偿方法可明显提高三维微细电火花加工的加工效率和底面粗糙度,并且减少电极损耗.与均匀损耗法相比,电极损耗长度可减少17.8%,表面粗糙度可降低9.9%,材料去除速率可提高10.1%.

超声振动钻削SiCp/Al的表面形成机理研究

采用超声振动辅助对SiCp/Al进行钻削加工,研究了超声振动条件下钻削加工的表面形成机理,讨论了超声振动辅助实现表面质量改善的工艺条件,并分析了表面缺陷的主要形式及其形成机理。结果表明:采用超声振动钻削加工能明显改善表面粗糙度和表面形貌,减少表面缺陷;在高钻削速度和大振幅超声振动的条件下,能在钻削过程中形成表面磨抛效应,进而显著改善孔表面质量;超声振动钻削中表面缺陷的主要形式有涂抹、耕犁、划痕、凹坑以及粘附。

壁板类零件MBD制造模型的建立技术研究

对航空航天典型壁板类零件进行分析,提出了制造模型的表达公式。利用特征,视图,配置,剖视图,注释层,表格,自定义属性对壁板类零件的设计信息与制造信息进行综合表达。采用Solid Works软件建立了某薄壁板零件的MBD制造模型,完成了MBD制造模型在生产下游的适应性加工试验。为MBD制造模型在生产下游的深入应用提供了技术参考。

板类工件切削参数优化分析与实验验证

基于VERICUT软件,以一种板类工件加工为例,研究了工件仿真加工与切削参数优化分析的全过程。应用VERICUT强大的仿真功能,实现刀轨仿真和机床仿真的同步显示,形象逼真地展现出机床加工的真实环境。经过分析加工切削参数,在软件内的程序优化模块进行相应参数设置,根据切削体积、切屑厚度的改变而改变走刀进给速度,实现加工程序的优化。优化后程序通过加工验证,使得工件整体加工时间缩短29.1%,加工出的零件也完全满足设计要求。为提高板类工件加工效率提供了一种有效方法。

面向航天制造企业的数字化刀具管理系统研究

本文探讨了由高档数控机床构成的数字化车间实施数字化刀具管理系统的必要性,分析了并构建了数字化刀具管理的业务流程和功能架构。数字化刀具管理系统应用刀具编码技术、二维码识别技术以及和立体库集成技术,满足数字化车间对刀具管理的业务需求,实现对刀具的数字化、精细化、自动化和全生命周期管理。

基于用户自定义特征的壁板类工件MBD工序模型设计方法研究

针对当前航天壁板工件批量少、改型多,三维工序模型设计效率低、重复劳动多的问题,提出了基于用户自定义的壁板类工件MBD工序模型设计方法。通过分析壁板类工件,将壁板类工件特征分为槽腔、筋、孔特征,建立其三维参数化特征模型,并结合MBD标注,形成完善的用户自定义特征库。以DFM方式综合应用UDF特征实例,实现壁板工件工序模型的快速生成。最后,通过实例验证了提出方法的可行性和有效性。该方法可为壁板工件的MBD三维工序模型的快速生成提供技术参考。

微细电火花加工微孔时加工作用力影响

在用微细电火花加工大深径比微孔的过程中发现,相同加工条件下工具电极越长则加工孔径越大.为了解释这一现象,采用经典Bernoulli-Euler杆件理论,针对加工作用力对电极变形影响的3种情况,对工具电极的变形量进行了求解,结果表明计算值与实验结果非常接近,从理论上揭示了加工作用力对微孔加工过程的影响.加工中随电极长度的增加,加工作用力使其弯曲变形随之增大,从而导致同一直径的电极在长度不同时加工出的孔径不等.

航天阀门壳体零件的切削参数优化与仿真验证

针对航天零件结构复杂,孔、腔繁多,复杂曲面较多,加工周期长,调试程序时间长等问题,选取一种新型典型航天阀门壳体零件为研究对象,研究了工件仿真加工和切削参数优化的的全过程,利用VERICUT软件强大的仿真功能,实现了刀轨仿真和机床加工仿真的同步显示。接着对加工程序的走刀速度进行动态优化,在实际加工中工件粗加工采用恒体积去除优化方式,精加工阶段采用等切削厚的优化方式,在软件模块进行设置,完成程序的优化。最后经过实验验证,表明优化后的程序完全可以满足加工的要求,加工效率较之以前提高了29.53%。实际生产过程中采用该优化方法和仿真可以提高加工效率。

阀门壳体类零件MBD制造模型研究

针对航天典型阀门壳体类零件进行研究,建立MBD制造模型信息的表达公式。通过视图、剖视图、特征、过滤器、工艺设计表等方法相结合,对某阀门壳体零件三维制造模型的设计信息和制造信息进行综合表达,提出一种利用UG数控加工仿真建立MBD工序模型的方法。阀门壳体类零件MBD工序模型的建立过程表明:该方法在保证工序模型正确的基础上,将MBD工序模型的创建效率提高了7.106%。

一种阀门壳体工件加工走刀速度动态优化方法

针对航天零件加工精度要求高,加工过程中材料去除量大,加工效率低等特点。选取了一种阀门壳体类新型航天整体结构零件加工为研究对象,利用VERICUT软件对数控加工程序进行优化,重点对走刀速度进行动态优化。工件粗加工阶段采用恒体积去除优化方式,精加工阶段采用等切削厚优化方式。实现了切削过程中走刀速度随着切削体积、切削厚度的改变而实时改变。最后对优化程序进行了实验验证,实验结果表明优化程序后加工的工件完全满足加工要求,且加工效率提高了29.71%。为提高阀门壳体工件加工效率提供了一种有效的优化方法。

大深径比微细孔超声辅助电火花加工技术研究

微细电火花加工中电极损耗较大,在加工大深径比微细孔时,工具电极和工件之间的狭窄间隙内流体阻力较大,气泡及加工屑不易排出,易产生频繁的非正常放电,导致电极损耗进一步增大。针对大深径比微细孔加工的这一难题,提出采用电极摇动同时在工件上加载超声波振动的新方法,成功地在3.5 mm厚的不锈钢板上加工出平均直径为120μm的通孔,深径比达29。

阀门壳体系列零件的数控编程技术研究

针对阀门壳体系列零件数控程序编制中存在的重复劳动多,编程效率低问题,研究了系列零件的快速编程方法。按照最小包容原则确定阀门壳体零件的毛坯模型,采用一面两孔定位方法,设计外柱面加工专用夹具,确定加工工艺路线。按照阀门壳体零件的功能作用,确定系列特性参数及其内在关系,利用UG的关系式和系列特性参数表功能,建立阀门壳体零件模型模板,完成加工仿真,生成数控加工程序代码。零件模型模板系列特性参数变化更新后,编辑和继承加工操作,快速再次生成刀位文件,经后处理,生成数控代码,有助于提高生产任务的快速响应能力。

颗粒间粘连力的散体元研究

考虑颗粒在接触时的表面粘连力,利用有限元软件对颗粒的功率谱进行模型仿真,从仿真效果可以看出计算结果与试验结果具有良好的一致性。说明考虑颗粒间粘连力的阻尼力学模型是可行的,能更加准确地模拟颗粒间的接触情况。

基于机器视觉的阀门零件同轴度测量系统研究

为准确测量阀门零件两连接孔的同轴度,设计了一种基于机器视觉的阀门零件同轴度测量系统。该系统通过电耦合器件CCD采集图像信息,运用MATLAB软件对测量系统进行标定,通过图像降噪、二值化预处理、图像边缘提取、圆拟合,最后计算出零件的同轴度。实验结果表明,该测量方法同传统测量方法相比有着更为精确的测量结果,完全可以满足生产应用的需求。

大直径螺纹数控加工工艺研究与应用

针对形状结构复杂的某产品上34个M36×3-6H内螺纹加工进行了工艺攻关,提出采用旋风铣的方法,并编制数控加工程序,有效解决了难加工材料大直径内螺纹的加工难题,在此基础上实现了数控加工程序的参数化,理论上可以实现任意直径、任意螺距、任意深度螺纹的加工,并在其他型号产品上得到应用。