基于VMDFK和图像编码技术CNN网络刀具磨损状态识别

针对采集刀具加工数据过程中有冗余信息和干扰信号,导致刀具磨损状态特征识别困难、识别精度不高等问题,提出一种基于快速谱峭度图的变分模态分解模态分量选取(VMDFK)与格拉姆角场(GAF)图像编码技术相结合的卷积神经网络(CNN)刀具磨损状态识别方法。首先通过变分模态分解和快速谱峭度图,筛选符合要求的模态分量并重构;再采用形态滤波对重构信号去噪和增强;最后通过格拉姆角场图像编码技术,将经去噪增强后的信号转换为格拉姆角场图,并将其输入卷积神经网络中提取特征,较好地解决了信号中的干扰和图像识别中图像特征不明显问题。实验结果表明:该方法可准确清晰地展现刀具磨损状态的特征,在即时性、准确度等方面有较大提高,实现对刀具不同磨损状态的实时智能识别,具有较好的效果。

高速深孔加工顶紧系统设计

高速深孔加工过程中,加工速度快,切削液的流量和压力较大,工件和授油器能否稳定连接是影响加工过程可靠性的关键因素之一。高速深孔加工在不同工况下连接工件和授油器的顶紧力大小要求不同,并且对工件夹紧时顶紧力精度的要求较高,文章采用PLC控制自动调节顶紧力的大小,有效的提高了高速深孔加工效率与稳定性。

聚晶金刚石刀具的制造及应用

以PCD刀具为研究对象,对刀具的概况、设计、制造、应用及现状进行了探讨,PCD刀具应用领域不断扩展,相关研究不断深入,产业链日趋成熟,给刀具的发展带来了机遇,但刀具寿命、生产效率、产品质量还有待提高,电动汽车的发展也给行业带来了前所未有的挑战。最后对行业的发展进行了展望。

深孔加工多级曲面负压抽屑系统的设计与研究

针对深孔加工过程中的排屑难问题,在分析现有负压系统理论的基础上,设计多级曲面负压抽屑系统,研究其工作效率与负压喷射系数及喷射间隙倾斜角度之间的关系,从理论上推导并证明其工作效率优于传统负压抽屑装置,建立仿真模型,并利用ANSYS FLUENT软件对其进行仿真分析,多级曲面负压抽屑系统能够很好的降低了切削液的入口压力,大大提高了工作效率,实现了高效排屑的目的。

深孔加工变负压抽屑装置的设计与研究

深孔加工技术一直是机械制造业中的关键技术,其中加工过程中高效排屑又是深孔加工过程中尤为重要的一个环节。针对深孔加工过程中切屑形态不稳定所形成的轻微堵塞的问题,通过分析研究现有的负压抽屑装置,设计脉冲式变负压抽屑装置,并研究其变负压的形成理论关系,从理论上证明形成变负压的可行性,通过ANSYS FLUENT软件进行仿真分析。脉冲式变负压抽屑装置使负压抽屑装置所形成的抽吸力可以脉冲式的变化,使切屑受到松紧不一的抽吸力,轻微堵塞的切屑在变化的抽吸力的作用下改变方向后能顺利的排出,从而尽可能的避免加工失败,提高工作效率。

不同铝基体SiC_p/Al复合材料切削力与刀具的磨损研究

对不同增强相体分比、颗粒尺寸和基体材料的Si CP/Al复合材料进行切削试验,分析了铝基体材料和颗粒尺寸对高、低增强相体分比Si C_p/Al复合材料切削力的影响。针对Si C_p/Al复合材料切削力的复杂性,提出用分形维数的方法定量描述切削力波动的复杂程度。对不同铝基体Si C_p/Al复合材料进行刀具磨损试验,研究铝基体对刀具磨损的影响。结果表明:随着增强相体分比和颗粒尺寸的增加,铝基体对切削力的影响减弱;随着增强相体分比增加,颗粒尺寸对于切削力影响有增大趋势;分形维数可以定量描述切削力波动性质,且Si C_p/6063Al切削力波动频率高于Si C_p/2024Al;相对于Si C_p/2024Al,切削Si C_p/6063Al时刀具前刀面粘结磨损加剧而颗粒磨损减少,刀具后刀面磨损程度相对较高。

深孔加工周期进给系统设计

对于韧性高、切削性能差的难加工材料,采用一般的断屑和分屑方式很难得到理想的切屑形态。设计在进给方向上施加周期性脉冲,使钻头做周期性进给中断运动,以达到顺利断屑的目的。利用基于PC的伺服运动控制系统,通过运动控制卡发出脉冲信号控制伺服驱动器,对机床的进给部分进行实时操控。并利用C#语言在microsoft visual studio 2010开发环境中设计了周期进给深孔加工系统。实验测试结果达到了预期的断屑效果,实现了深孔加工进给系统的自动化控制,为难加工材料的排屑提供了一种有效的断屑措施。

深孔加工振动断屑装置设计

针对深孔加工过程中切屑形态不稳定所形成的排屑不畅问题,基于振动钻削理论,设计振动断屑装置,有效控制切削形态,保证顺利排屑。通过给刀具施加轴向周期振动,振动断屑装置可实现变切厚钻削和钻头轴向振动,使切屑易断,并在一定程度上提高了表面加工质量。通过实验探究了切屑形态与切削参数的关系,分析了振动断屑装置的最佳工作参数。

VENTEC深孔钻系统的应用分析

针对深孔加工成本高、设备结构复杂等问题,应用英国哈镘公司(HAMMOND)设计的VENTEC深孔钻系统,可简化深孔加工的设备结构并降低加工成本。通过理论分析和实际应用试验,对VENTEC深孔钻系统的结构、原理以及在应用过程中出现的问题进行分析,论证其在实际生产中的意义。

石油射孔枪钻孔深度检测控制装置

石油射孔枪是石油开采行业非常重要的工具,由于石油射孔枪需要内部爆破,使之在浅盲孔处释放压力冲击波,所以在石油射孔枪制造时浅盲孔的加工是加工工艺的重点难点。传统加工需要经验丰富的车工进行加工,且费时费力。本装置可以实现自动化高精度加工,效率高、成品工件质量好、浅盲孔深度一致。

基于BP神经网络的深孔切屑形态预测模型

针对内排屑深孔加工系统排屑难、效率低的问题,建立了切屑形态预测模型,确保深孔加工的顺利排屑和加工过程的顺利进行。通过对切屑形态进行整理和分类,利用十进制编码将其转化为数据结构。首次利用BP神经网络系统,对45#钢、灰铸铁两类加工材料建立切屑形态预测模型。应用效果表明,该模型可根据深孔加工的切削用量和冷却液参数对切屑形态进行基本预测,为切削用量的合理选择及优化提供理论依据。该模型的建立对提高深孔加工效率和降低加工成本有很高的实用价值。

基于SIED深孔钻表面粗糙度影响因素的研究

在深孔钻削过程中,表面粗糙度是衡量孔加工表面质量非常重要的指标之一,对机械产品的使用寿命和性能造成比较显著的影响。通过SIED深孔钻对镍合金(NCr9)钻削后孔表面粗糙度的实验研究,主要分析在不同切削条件下主轴转速n、进给速度Vf、切削深度h对孔表面粗糙度的影响,最后通过MATLAB拟合分析表明:切削条件合理选择(n、Vf、h)能够有效降低加工孔的表面粗糙度。

双悬臂梁结构的光纤光栅位移传感器设计

为克服现有光纤光栅位移传感器设计中存在的温度—位移交叉影响、悬臂梁易产生横向偏移等对测量精度的不利影响,提出了一种温度解耦的双悬臂梁式光纤光栅位移传感器。推导传感器的位移测量原理并进行有限元仿真分析,得出梁挠度与位移变化成线性关系。通过对比双悬臂梁不同位置处光纤光栅组合测位移的线性度、灵敏度和重复性误差,结果表明:采用双悬臂梁上表面双向拉伸光栅测量位移时,效果最佳;所设计的光纤光栅位移传感器最大量程可达55mm,灵敏度可达47. 3035pm/mm,最大重复性误差仅为0. 491%,在结构健康监测中具有良好的应用前景。

基于Z8016深孔钻床高速化改装的结构设计

为有效提高Z8016深孔钻床的加工效率和加工质量,对其进行了高速化的改装。改装过程以满足加工过程高效性和高稳定性为设计原则,分别为主传动系统和进给系统选用了合适的电主轴和滚珠丝杠副,并且针对高速深孔加工切屑量大的问题选择了SIED(单管内排屑喷吸钻)深孔加工系统,同时确定了与加工需求相匹配的切削液最大压力及流量。改装后的Z8016深孔钻床在深孔加工生产过程中具备高效性和高稳定性的特点,所加工出的深孔精度符合要求。

基于深度卷积神经网络的刀具磨损量自动提取方法

刀具状态检测可以有效降低加工过程中刀具的不确定性,提高数控加工质量和效率,降低加工成本。在小批量制造模式下的复杂零件制造过程中,零件的几何形状和加工参数不断变化,刀具所受外力也在不断改变,进而导致刀具磨损速率持续变化。传统的固定切削时间更换刀具的方法只能采取更加保守的切削时间更换刀具,给加工过程增加了很多的不确定性,并造成严重的刀具浪费。本文针对以上问题提出了一种刀具磨损在线测量方法,通过电子显微镜在线拍摄刀具照片,经小波滤波降噪处理后的图片由卷积神经网络进行处理,并自动计算出刀具磨损量。该方法可以有效地提取出刀具磨损量,测量误差不超过0.02mm。

双轴钻床钻轴刚度失谐对钻削颤振的影响

运用近频摄动理论分析了双轴钻床钻轴刚度失谐后对钻轴系统固有振动频率的影响。模拟计算结果表明：引入适当的钻轴刚度失谐量，能够分离原钻轴系统彼此接近的固有频率，避免两钻轴间固有近频振型之间的耦合，从而抑制钻削颤振现象的发生.

磁流变智能阻尼器在抑制深孔切削振动上的研究

基于磁流变液的工作原理,设计了一套剪切阀式磁流变阻尼器,用于抑制深孔切削中的振动。分析了磁流变液工作原理,通过对深孔切削系统建立的动力学模型,得出系统的频率响应函数。最后通过MATLAB仿真分析表明:控制磁流变阻尼器的磁场强度可方便调节系统的阻尼率,进而能有效地抑制深孔切削振动的发生。

工艺参数对振动攻丝加工影响的实验研究

利用PC机驱动步进电机和钻床改装的攻丝机械构成的步进式振动攻丝系统 ,根据系统情况确定工艺参数的实验范围 利用扭矩传感器测定攻丝扭矩 最后对所采集的扭矩数据进行分析 ,描绘工艺参数与攻丝扭矩关系图形 ,并在现有实验条件下得出工艺参数与振动攻丝扭矩关系的初步结论

发动机机体通大侧面斜油孔加工工艺研究

分析了发动机机体通大侧面斜油孔的工艺性,改进了原工艺方法,设计了发动机机体通大侧面斜油孔加工的组合机床,该组合机床的主轴设计成斜向,便于进刀,且充分利用原设备配件,机床运行良好,经生产实践证明,斜油孔无偏位和窜孔现象,加工质量稳定。

刀具结构对CFRP/Al制孔分层损伤影响的仿真研究

建立了不同结构刀具钻削CFRP/Al叠层板的有限元仿真模型,应用有限元仿真软件ABAQUS对CFRP/Al叠层板制孔过程中CFRP层间分层损伤特征及原因进行了仿真研究,并进一步分析了刀具结构对CFRP层间分层损伤的影响。研究结果表明:CFRP层间分层损伤形貌为椭圆型,椭圆长轴所在方向和纤维方向一致;套料钻制孔的CFRP层间分层损伤在相同层间位置比PCD麻花钻小得多。