五轴增减材复合制造设备设计

为提高零件加工制造效率,减少材料用量,降低成本,设计一种五轴增减材复合制造设备,用于通用复杂零件的加工制造及模具缺陷的修补。通过激光/等离子弧双热源进行增材加工,利用铣削进行减材加工。为测试该设备的成形性能,对轮胎模具翻胎板、花纹块和活字块进行试制,辅以缺陷检测及回溯修复模块对成形缺陷零件进行修复,得到了高质量、高精度的零件。该设备有助于提升企业效益、减少生产成本,对促进相关产业的发展起到重要作用。

基于双机器人的增减材复合制造平台设计

增减材复合制造技术是为解决增材制造成形件表面质量差、精度低这一问题而发展起来的新技术,为适应航天、模具等领域功能零件的快速高精度制造与现场修复需求、发挥机器人在增减材复合制造领域的优势,设计了一套基于双机器人的增减材复合制造平台。平台通过一台轻载20 kg定向能量沉积增材机器人与一台重载165 kg铣削减材机器人协同完成增减材制造加工,成形尺寸800 mm×800 mm×500 mm,成形效率可达500 cm^(3)/h。通过气动系统,增材机器人可快速完成激光/等离子不同能量源的切换与送粉/送丝不同材料输送方式的切换,减材机器人可通过自动换刀装置完成不同铣刀的切换。平台的控制系统由西门子S7-1200PLC作为总控,通过HMI人机界面对机器人、激光器、送粉器等设备进行控制并监控其运行状态,实现了控制系统一体化。平台高效率、高精度、高稳定性与高自动化的特点使其在复杂结构件快速高精度制造与现场修复方面展现出巨大应用价值。

软启动永磁涡流联轴器的设计与参数分析

系统地介绍了永磁涡流联轴器的工作原理与特点。根据等效模型,应用法拉第电磁感应定律算出永磁联轴器的转矩。通过大量的ANSYS Maxwell 3D仿真,对永磁联轴器关键参数(磁铁尺寸、磁铁数量、铜盘厚度、气隙等)与转矩特性的关系进行了分析,为设计提供了有力的依据。应用上述分析结果,设计了一种新型结构并具有延迟启动功能的功率为7.5 k W、转速为1500 r/min的联轴器,样机的实验结果达到了设计要求。计算与仿真方法为该类联轴器的设计提供了参考。

设计参数对盘式异步永磁联轴器转矩的影响

为减小永磁联轴器的径向尺寸以及转动惯量,通过Ansoft Maxwell对盘式异步永磁联轴器的工作过程进行仿真,讨论了永磁盘直径、永磁体厚度、永磁体极数等参数对联轴器所能传递转矩的影响,对比了不同功率、不同直径下永磁联轴器最优参数的差异。得出了适合Y132M-4电机(7.5k W)的盘式异步永磁联轴器的永磁盘最小直径为190mm,永磁盘直径和永磁体材料对其传递转矩影响较大,永磁体厚度和极数对其传递转矩影响较小。

不同工艺策略对机器人增减材复合制造316L不锈钢表面质量和力学性能影响的研究

针对激光定向能量沉积(LDED)成形零件尺寸精度低、表面粗糙度大的问题,采用机器人增减材复合制造平台,研究了不同工艺策略(先增材后减材成形及增减材交替成形)对增减材成形316L不锈钢试样表面质量和力学性能的影响,阐明了增减材交替工艺策略的层间作用对成形试样表面质量和力学性能的影响机理。对增材和减材工艺参数进行优化,确定优化后的参数为激光扫描间距2.5 mm、刀具主轴转速3600 r/min、刀具进给速度3 mm/s、铣削深度0.3 mm和铣削宽度3 mm,并采用该优化参数在不同工艺策略下成形了316L不锈钢试样。结果显示:先增材后减材和增减材交替成形试样的力学性能相当,增减材交替工艺策略可以实现内部结构复杂的316L不锈钢零件的成形,对零件成形性能没有消极影响。最后采用增减材交替工艺策略进行了阀门模具的制造,验证了增减材复合制造工艺的工业应用可行性。