基于双信号融合的主轴/刀柄结合面刚度退化程度预测

为了预测主轴/刀柄结合面刚度退化程度,提出了一种基于激励和响应信号融合的主轴/刀柄结合面刚度退化程度预测方法。首先进行钛合金矩形工件侧铣实验,采集瞬时铣削力信号和主轴/刀柄结合面附近的响应振动信号,构建反映主轴/刀柄结合面刚度退化的数据库。然后根据数据库中瞬时铣削力和振动信号各方向的时域、频域和时频域特征,基于相关性分析优选出瞬时铣削力信号和振动信号的时域均值、频域中心频率、时频域一阶小波包能量3个特征,分别使用低频滤波卷积核和高频滤波卷积核对优选后的特征矩阵进行双通道卷积池化处理,获取深度融合的主轴/刀柄结合面刚度退化程度特征向量。最后以支持向量机模型(SVM)的概率模式转化为朴素贝叶斯分类器(NBC)的条件概率,构建混合分类器模型(NBC-SVM),提高了分类器的分类性能。在主轴/刀柄结合面刚度退化数据库的基础上,基于双通道卷积池化的特征融合方法(CP-FF)和NBC-SVM模型实现了主轴/刀柄结合面刚度退化程度的预测,预测精度达96%。

预埋螺栓的接长修复技术研究

研究讲述骑乘轨道预埋螺栓标高不够或者被损坏后的接长修复技术,这种接长修复技术可以适用于大多数的预埋螺栓的修复接长,避免了剔凿混凝土重新施工而造成的结构较大的损伤以及较大的成本投入,以期为类似工程提供参考。

普通铣床横向走刀螺母支架的损坏分析和修复

通过分析铣床横向走刀螺母支架的损坏因素及特征发现,螺母支架折断损坏通常出现在两个特定点位,因此针对性制定出一套修复工艺。通过制作夹具紧固断裂支架,再进行焊接的手段对折断支架进行精确焊接修复,同时进行基面铣平处理。对完成焊接修复工艺后的螺母支架进行装配及效果测试发现,螺母支架强度可以得到充分保证,同时切削零部件的精度也可以满足图纸设计需要,实用效果较好。

刀具对制动盘精加工表面质量影响分析

制动盘是汽车制动系统中至关重要的部件之一,其加工质量直接影响着汽车行驶的安全性和稳定性。在制动盘加工过程中,刀具的选择和加工参数的设定对最终产品的质量有着至关重要的影响。此文将详细介绍我们的研究背景、分析原因及改进方案,并总结实施的结果和未来的展望。

改进综合因子法的数控伺服刀架可靠性分配方法

针对可靠性分配过程中影响因素和专家打分的不确定性问题,提出一种将灰色关联理论、模糊集理论和有序加权平均算子结合的基于改进综合因子法的数控伺服刀架可靠性分配方法。综合考虑技术水平、重要度、复杂度、运行环境、维修性、费效比等多种影响因素,将各因素细化并分层,建立分层的综合因子评价模型,并给出评价标准。综合现场试验得到的统计数据,建立子系统的全局指标模型,得到每个子系统的全局指标,以故障率为分配指标将数控刀架系统的总体故障率分配到各子系统,实现数控伺服刀架的可靠性分配,得到的可靠度分配结果为驱动系统2.193×10-5、传动装置1.645×10-5、锁紧松开及定位装置2.547×10-5、刀盘信号装置盘1.345×10-5、密封与紧固装置4.589×10-5和连接线与连接界面4.544×10-5,与数控伺服刀架的工程实际情况相符。

尿素自动拆包简易装置的设计

袋装尿素广泛用于化工企业,但旧式拆包工作主要依靠工人来完成,粉尘易外泄,工人劳动强度大,生产效率低。为了保护生产环境,减轻劳动者的工作强度,提高生产效率,设计出一套简易的尿素自动拆包装置,无需人工操作,在传送带尾部由预装切割刀具自动拆包下料,同时加装摆动式刀架,解决了袋料在开袋工作中因吸潮导致结块、不易出料的现象。

铣削加工测力刀柄参数优化设计研究

为适应高精密加工对切削力的监测需求,文中面向铣削加工设计了一种无线测力刀柄,使用压电薄膜和弹性检测梁采集力信号。为提高检测信号的灵敏度,基于COMSOL Multiphysics软件使用Nelder-Mead算法对刀柄的结构参数进行优化设计,并通过有限元仿真对优化结构进行刀柄结构刚度校核和动态特性分析,最后进行铣削对比实验,验证设计方案的可行性。结果表明,文中设计和优化的测力刀柄具有良好的灵敏度,刀柄的动静态特性满足使用需求,是一种有效的切削力监测方案。

基于TBM扩径挖掘的刀座结构设计及改进

在新疆某引水工程某隧道施工过程中,针对TBM在掘进不良地质时,围岩大变形、掌子面坍塌导致的卡机问题,提出基于边滚刀外移的TBM刀盘结构扩径改造方案。设计添加垫块的边滚刀超挖刀座,并对其结构进行有限元仿真,结果表明超挖楔块与刀轴接触面所受应力过大,超出楔块材料的许用屈服强度。依据仿真结果,对超挖刀座中的不合理零件进行结构改进,改进后最大应力下降32.5%,最大变形下降67.1%,整体受力状况得到改善。

五轴数控机床刀座架圆度测量的不确定度评定研究

五轴数控机床刀座架孔的圆度测量具有重要意义,刀座架孔圆度对后续批量化生产起决定性影响。为了更加科学合理地评定五轴数控机床刀座架孔圆度的测量结果,应用三坐标测量机测量五轴数控机床刀座架孔圆度,研究测量结果不确定度的评定方法,提出基于不确定度分量建模和分量综合建模评定方法。对已加工的样品刀座架应用三坐标测量机进行反复测量,获取刀座架圆度测量特征数据,将测量数据结合不确定度评价模型进行计算和评定分析,最后将评定结果与现行规范和标准进行比对和匹配来验证其合理性和正确性。结果表明:该方法评定结果可靠。

冲击式水轮机水斗高应力区结构优化及加工

水斗高应力区的结构优化和高品质加工是保证冲击式水轮机水力性能的关键。建立了水斗有限元模型,并确定合理的边界条件;根据机组运行特点,确定水斗计算载荷工况,以及应力考核标准。同时在满足水力性能及强度要求的前提下,充分考虑水斗根部的可加工性。研究表明:斗根曲率均匀度、斗根深度和厚度是水斗应力水平的主要影响因素;通过水斗根部结构优化,水斗综合应力降低16%,交变应力幅值降低13.3%,交变应力平均值降低15.5%;通过强度计算验证了根部结构优化的水斗满足应力和疲劳设计要求。通过有限元和试验优化大长径比(20:1)减振刀柄中心孔尺寸,结果表明:当内孔直径为8 mm,振幅最小,通过试验验证和加工产品的实际应用,表明优化后的方案可满足设计结构水力性能及制造精度要求。

数控机床HSK刀柄和主轴在高速旋转下的连接性能分析

刀柄与主轴连接性能对数控机床的加工精度以及工作安全性影响显著。针对HSK刀柄在高速旋转过程中发生刀柄和主轴连接失效这一主要失效形式,应用弹性力学理论建立了任一转速下刀柄与主轴连接锥面的接触应力模型,且有限元分析结果与该理论模型有较好的一致性。在此基础上,综合考虑夹紧力以及刀柄、主轴配合过盈量的影响,建立了基于HSK刀柄与主轴连接的临界转速计算模型以及连接可靠性模型。根据临界转速模型可以从理论上计算出一定过盈量和夹紧力下的临界转速,分析夹紧力和过盈量对临界转速的影响。根据连接可靠性模型可以求解任一转速下刀柄和主轴连接的可靠度,并得到可靠度随转速的变化规律。这两个模型的建立对防止HSK刀柄、主轴连接的失效,保证高速切削加工的精度以及工作的安全性有重要意义,同时也为正确使用HSK刀柄以及刀柄尺寸结构进一步优化和可靠性设计提供了理论基础。

基于频响函数的主轴-刀柄结合部参数辨识方法

主轴-刀柄结合部是主轴系统中的薄弱环节,直接影响机床的加工效率与工件表面质量,主轴-刀柄结合部的特征参数是评价主轴-刀柄系统连接性能的关键环节.基于频响函数的子结构耦合法是辨识主轴-刀柄结合部特征参数的有效辨识方法,以BT40型主轴-刀柄系统为研究对象,进行结合部特征参数的识别,采用最小二乘法对辨识模型进行求解,获得了不同拉刀力下刀柄-主轴结合部上不同位置的刚度,并对辨识结果进行了验证,研究结果将为刀柄系统的优化设计提供理论依据.

链式刀库运动精度检测方法研究

刀库及自动换刀装置（ATC）的主要功能是存储刀具和交换刀具,其性能特别是刀库的运动精度影响着大型数控机床或加工中心是否能迅速、准确地完成换刀,是影响机床可靠性的关键因素。为研究链式刀库的性能尤其是刀柄的运动精度,主要包括每个刀位及整体的定位精度和重复定位精度,提出一种基于激光位移传感器和标准刀柄补偿的链式刀库运动精度检测方法。针对链式刀库顺时针和逆时针两种方向的运动,设计合适的工装并利用两个激光位移传感器间接测量得到刀柄装夹圆的圆心。通过将基准坐标下所测的标准刀柄装夹圆圆心坐标对所测的模拟刀柄装夹圆圆心坐标进行补偿,得到参考坐标系下模拟刀柄装夹圆圆心坐标,从而确定链式刀库每个刀位和整体的运动精度,估计所测链式刀库的故障阈值范围,为链式刀库故障预测提供了重要依据。

基于信号共振稀疏分解的自动换刀装置故障诊断

针对刀库中刀柄拉钉可产生松动的故障,研究一种基于信号共振稀疏分解的自动换刀装置故障诊断方法。以链式刀库为例,采集刀柄拉钉在不同旋转角度时自动换刀装置在自动换刀过程中所产生的振动信号,利用双可调品质因子小波变换的共振稀疏分解将所采集的振动信号分解成包含故障信息的周期瞬态低共振分量和自身运动的振荡谐波高共振分量。在此基础上,通过比对分析不同条件下的周期瞬态低共振分量信号,得到链式刀库自动换刀装置振动冲击成分与拉钉旋转角度的关系,并据此诊断自动换刀装置的故障。诊断结果显示,刀柄拉钉松动旋转角度为360°时,振动较大,该自动换刀装置需要进行维修,以增加其可靠性。研究结果可用于自动换刀装置的故障诊断,对于促进自动换刀装置健康状态监测方法的发展具有重大意义。

动力刀架的动力刀座接口研究

着重研究动力刀架与动力刀座结合的接口问题,其中包括刀座的动力传动接口和动力刀座在刀架上的固定接口两部分。以便使用动力刀架和选用动力刀座的客户能够较为深入的了解不同接口的特性。

热缩刀杆装夹温度的影响因素

为得到热缩刀杆与刀具配合公差与其最小装夹温度之间的精确关系,对影响刀杆接触面最小热位移差值的感应加热长度、热缩刀杆壁厚、锥角、配合长度、内径等因素进行了研究。采用ANSYS参数化设计语言,构建具有过盈特征的刀杆与刀具配合的参数化有限元模型,通过试验验证了模型的可靠性。通过获取热缩刀杆接触面的位移分布,结合刀杆与刀具接触状态的表征方法对接触面上最小热位移差值进行了计算。计算结果表明,配合面最小热位移差值随着热缩刀杆壁厚、配合长度、锥角的增加而减小,随着内径的增大而增大,且适当增大感应加热长度也有利于刀具的装夹。最终建立了配合公差所对应的过盈量?与最小装夹温度T之间的计算关系式,对刀具在热缩刀杆中的装夹及刀杆的结构设计提供理论指导。

基于多传感器的新型电动刀架及其监控系统研究

针对当前电动刀架无法有效进行加工过程刀具状态感知和监控等问题,对电动刀架的机械结构及监控系统进行了研究,提出了一种新型四工位电动刀架机械结构。设计了基于霍尔传感器、温度传感器、加速度传感器、PLC及触摸屏的新型电动刀架监控系统,实现了刀架内旋转部件中传感器的持续供电与数据监控;对新型电动刀架及其监控系统进行了点动换刀、自动换刀、刀具温度及振动实时监测等功能的测试。研究结果表明:新型四工位电动刀架换刀速度优于900 ms/工位,可有效监测刀具工作状态,使得机床切削加工过程更加智能。

数控机床7：24锥度刀柄主轴连接性能的有限元分析

数控机床刀柄/主轴连接性能直接影响数控加工的位置、精度和安全性,文中采用弹塑性力学理论和有限元方法,研究数控机床7:24锥度刀柄/主轴连接在高速切削加工中引起的性能变化,分析了轴向拉力、旋转速度等参数对其连接性能的影响,并提出了改进方法。

高精刀剪专用数控磨床设计

为提高刀剪的表面质量及形位精度,设计一款刀剪专用数控磨床。该款磨床包括3种机型,都是由980T数控系统及机械两部分组成。主要针对数控指令的二次开发,主轴的径、轴向间隙调整,进给消隙及机床润滑等技术关键点进行重点研究。该产品经国内多家生产刀剪的企业使用,磨刀效果为:刀剪的表面粗糙度达到Ra0.4～Ra0.2,且刀刃口厚薄均匀,刀圆弧外表面美观,刀纹路细腻,不留刀痕,剪刀工作上下刃口在工作长度内始终保持圆弧线相切的点接触,刃口锋利耐用。磨头可在2 800～3 200 r/min高转速的条件下连续工作,达到了高效、高精度的目的。

立式冬瓜削皮机结构设计

为了提高冬瓜削皮机的自动化程度和生产效率,从送料、定位、夹紧、切削及物料送出等工艺过程出发,设计了一种立式冬瓜削皮机。该设计由传动带进行送料;采用对称式仿形夹套对冬瓜进行定位;由固定爪和定位套将冬瓜夹紧;冬瓜的切削由浮动式刀架来完成;当对称式的仿形夹套在送入下一个待切削冬瓜的同时将已切削好的冬瓜送出,此设计为不规则物体的装夹形式提供了很好的参考方法。该冬瓜削皮机结构具有体积小、重量轻、结构简单、维修方便、噪音小、产品质量和产量稳定等特点。