采用差分进化算法的复杂轴零件工艺路线优化

针对某复杂轴工艺路线编制不合理导致加工效率低的问题,从现有工艺路线优化方案出发,将加工特征以加工精度为加工元节点进行详细划分,构架合理加工元编码,以生产实际中装夹为依据,对工艺约束关系分组分析,获得更优的约束矩阵表达。利用差分进化算法,以机床、刀具及装夹更换最少为目标函数,合理设计差分变异、交叉及序列有效性校验与调整算法。通过对比表明,优化方案相较于优化前方案以及工艺约束不分组方案,刀具、装夹更换次数均有减少。

薄壁铝合金箱体零件数控加工技术研究

针对某薄壁铝合金箱体零件因侧壁过薄易装夹变形与铣削变形导致精度降低的问题,设计了专用夹具并进行有限元分析,使装夹变形量从0.0157 mm减小到0.00598 mm,减小了61.9%;通过Design-Expert软件建立参数样本并生成目标函数,采用人工蜂群算法对目标函数进行优化,获取了一组铣削合力最小的铣削参数组合并输出预测值,利用ABAQUS软件对所输出参数进行仿真模拟,使铝合金薄壁箱体的铣削合力减小了35.3%;最后进行了实际加工实验,对零件尺寸进行测量,均符合公差范围。研究表明该方法对薄壁铝合金箱体零件提高加工尺寸精度有重要意义。

改进粒子群算法的环形薄壁零件铣削参数优化

针对某环形薄壁零件在加工过程中的零件局部变形过大的问题,提出了改进粒子群算法的环形薄壁零件铣削参数优化方法。采用有限元软件,对局部变形大的区域进行仿真,得到仿真出的铣削力;通过Design-Expert13中正交实验响应曲面法建立加工参数与铣削力之间的目标函数,采用改进的粒子群算法对目标函数进行优化,最后通过对优化后的加工参数与经验加工参数进行实验对比。结果表明:采用改进粒子群算法的环形薄壁零件铣削参数优化的方法,可使零件局部变形大的区域的铣削力减小24.9%,有效降低了环形薄壁零件的变形量,为技术人员在选择该环形薄壁铣削参数时,提供了新的参考方案。

工业机器人大规格叶轮零件加工技术研究

针对某大规格叶轮零件由于尺寸过大不适于中小型数控机床加工,转向寻求工业机器人求解。针对单叶片单条精加工路径,采用五次B样条插值算法规划机器人末端刀具加工轨迹,并使轨迹曲线光滑连续,通过自适应遗传算法(NSGA2)以时间和冲击为目标对时间序列进行优化,得到满足运动学约束的Pareto解集。研究结果表明,以时间最优为优化基准,优化后的五次B样条函数曲线对比优化前时间缩短了10.10 s,并减小了振动与冲击。

基于装夹布局的环形薄壁零件柔性夹具研究

薄壁零件在航空航天、电子通信和汽车工业等领域得到广泛应用。影响零件加工变形的因素有装夹方式、切削参数和零件内部残余应力等,可通过选用合适的切削参数和夹具等方式减少零件变形。夹具是影响薄壁零件变形的主要因素之一,但设计和制造缺乏科学理论指导,无法预测性能。针对某环形薄壁零件在装夹时因不合理的装夹方式导致零件装夹变形过大,研发一款能够抑制该零件变形的专用夹具,计算零件的约束力,使用有限元软件仿真分析了不同装夹布局对零件变形的影响;分析专用夹具的工作原理和夹具行程;制定加工工序,进行了实际加工。研究表明:采用专用装夹布局,使零件的最大变形量控制在0.05mm以内,对零件精度提高具有重要意义。

滑动速度与高频摩擦噪声关系的试验研究

为研究高频摩擦噪声的产生机制,在Plint 92摩擦磨损试验机上采用平面-平面接触的旋转滑动摩擦副系统,研究摩擦副间相对滑动速度与高频摩擦噪声的相关性,测得摩擦过程中摩擦因数的变化情况和产生的高频噪声信号及其声压值,提出基于滑动速度变化的摩擦因数和高频噪声声压值的预测方程。结果表明:滑动速度对摩擦因数和高频噪声的产生和演变有重要的影响,摩擦因数对滑动速度的变化呈现一定的阀值性,且大的摩擦因数更易产生高频噪声。对高频噪声信号进行分析,发现高频噪声具有间歇性出现的特点。摩擦因数和高频噪声声压值随滑动速度变化规律具有一致性。

旋转滑动摩擦高频噪声产生机理的实验研究

为了深入研究金属旋转滑动摩擦高频噪声的产生机理,以多功能摩擦磨损试验机为平台,采用单因素实验法来研究相对滑动速度、接触压力、表面形貌等影响因素对摩擦高频噪声的影响规律。实验发现:金属旋转滑动高频摩擦噪声多发生在相对滑动速度低、接触压力较大以及摩擦因数-速度负斜率处;摩擦副间相对滑动速度、接触压力和表面粗糙度的变化几乎不会对高频噪声的频率产生影响,但高频噪声声压级随表面粗糙度的增大呈现明显减小趋势。对摩擦噪声声压信号和法向、切向振动加速度信号进行互相关分析,结果表明,法向振动加速度信号和摩擦噪声声压信号之间具有更高的相关性,从而为进一步理解摩擦高频噪声的产生机理和预测模型的建立提供了参考。

基于机器视觉识别理念的真空定量采血体验提升思考

真空采血在各项医疗检查中是非常重要且必不可少的环节。由于操作步骤烦琐、效率低下,不慎误操作会导致血样标本的感染问题,还可能会引发医患纠纷。本次研究从真空定量采血的顺序原则、定量采血原则、准确标记原则出发,借助机器视觉识别技术以及传动装置设计了采血仪,令工作流程简单化、智能化、机械化,同时亦降低了误操作几率,优化了患者的就医、采血体验。

计算机辅助设计在工业设计教学中的应用

阐明计算机辅助设计的内涵,在设计方法、设计过程、设计质量、设计效率等方面与传统的工业设计进行对比。把计算机辅助设计引入工业设计教学,可以培养学生的设计建模和产品表达能力。

金属滑动干摩擦条件下高频噪声的测试与分析

基于面-面接触旋转式滑动干摩擦系统,选用A3&45#钢为摩擦副材料,研究相对滑动速度,表面压力对高频摩擦噪声的影响和规律。运用ABAQUS有限元模态分析高频摩擦噪声产生的原因与机理。通过实验与模态分析发现,摩擦高频噪声易于发生在相对滑动速度较低处。A3&45#摩擦副,在面-面接触旋转式滑动干摩擦条件下,产生的高频摩擦噪声能量集中分布在7950 Hz,9200 Hz。验证了干摩擦条件下,摩擦高频噪声是由于摩擦界面形成类似"锤击效应"的微凸体之间的运动,使得摩擦力高频成分和系统固有频率耦合引起的系统不稳定现象。