木材深孔钻床的开发与机电设计

为了解决传统数控系统和机床结构无法直接用于木材深孔加工的问题,研究深孔加工的原理,分析重难点问题,从特殊的工装夹具系统和机床主体结构设计、机床的柔性辅助装夹系统设计、整个机床的电气控制系统和PLC内部的进给插补逻辑算法等进行研究和阐述。使用木材深孔钻床预加工16 mm的孔,测得精度为15.99 mm,完全符合加工要求。木材深孔钻床的设计与研究解决了木材在自动化深孔加工的问题,为该行业提供了解决方案。

基于变密度法深孔钻床主轴箱可靠性拓扑优化

以TBT-ML500深孔钻床主轴箱为研究对象,考虑随机因素的影响,通过基于变密度法的可靠性拓扑优化设计方法,进行了考虑可靠性和稳定性要求的结构轻量化设计。在传统拓扑优化的基础上增加概率约束,建立了应力和位移约束下的可靠性拓扑优化模型;以可靠性指标为约束条件,使用一阶可靠性法和Roenblatt逆变换将可靠性拓扑优化问题解耦为可靠性分析和确定性拓扑优化,最后进行变密度拓扑优化。算例分析结果表明:此方法在实现轻量化的同时更好地满足了实际应用中的安全要求,同时为深孔钻床其他基础件的可靠性拓扑优化提供了参考。

基于轻量化YOLOv5s的集装箱锁孔识别算法

为提高现有集装箱的锁孔识别检测效率,减少算法参数量以及减小模型大小,提出了一种基于轻量化YOLOv5s的集装箱锁孔识别算法。该算法将YOLOv5s的Backbone主干特征提取网络部分更换为轻量级神经网络模型MobileNetV3,并对neck部分的特征融合结构进行进一步的优化,减少了模型的参数量和计算量,并提高了检测速度。引入注意力机制SimAM层,提高了检测的准确率和效率。使用不同的改进方法对模型进行重构后,在自建的集装箱锁孔数据集上进行训练和测试,并与改进的YOLOv5s进行对比实验。结果表明,改进后的模型大小仅为2.4 MB,每幅图像的平均检测时间仅为5.1ms,平均检测精度达97.3%;与原始目标检测模型相比,该模型的大小减小了82.8%,检测速度提高了39%,在确保高检测精度的前提下展现出了较强的算法实时性。

电解加工大深径比小孔及参数优化

为了提高深小孔结构电解加工的稳定性,文中探究了加工参数对稳定性的影响,建立了加工稳定性指标λ以定量研究,设计了冲液压力、加工电压、进给速度、端部非绝缘区域长度四个因素的正交实验。研究结果表明:在15 V电压、冲液压力为0.3 MPa,进给速度30μm·s^(-1),电极非绝缘区长度0.5 mm时,加工深小孔的稳定性最好。在此工艺条件下使用中性电解液,顺利在SUS304工件上加工出直径约1.1 mm,深度为200 mm的通孔,深径比达181,加工过程稳定。

航空发动机深孔槽结构电解加工流场仿真

为了提高航空发动机零部件深孔槽结构的加工精度和稳定性,文中根据深孔槽结构特点及电解液正流式流动方式,设计了一种带有偏置结构的加工阴极,采用理论分析和仿真模拟的方法,分析了加工阴极缓冲板和出液孔排布方式对流场分布的影响规律。仿真结果表明:在加工阴极上增设带有出液孔的缓冲板,可以提高流场稳定性和流速分布的均匀性,满足加工稳定性和加工精度的要求。结论可为深孔槽结构高精度电解加工提供参考。

大型立辊深孔加工工艺的优化

深孔加工的特点是工艺复杂、难度大。本文从工艺中的难点切入,结合现有深孔加工的案例,提出在卧式镗床上加工,改进普通麻花钻的结构,优化加工工艺参数,细化操作手段,为高效稳定的深孔加工提供借鉴作用。

大型锻件转子零件深孔加工工艺研究

大型转子深孔加工技术已成为重型装备制造领域的重要研究方向,其加工质量和加工效率对转子的性能、使用寿命和制造成本有着重要影响。基于此,对大型转子深孔加工工艺的研究具有重要的实际意义,结合实际生产情况,针对大型转子的深孔加工工艺展开深入研究,探讨有效的加工方法和工艺优化策略。

钛合金组合体深锥孔工艺试验研究

在实际生产中,复杂钛合金组合体深锥孔加工对加工精度和表面质量要求较高,是业界难题。本文对钛合金组合体深锥孔的结构特点和加工要素进行分析,经过不断实验和研究,设计专用工装、专用刀具,选择适宜的加工参数采取工艺措施,保证钛合金组合体深锥孔的加工尺寸和表面质量,满足工艺要求。

深孔加工中新型防振刀具的研究与应用

深孔加工在机械加工领域中占有非常重要的地位,约占孔加工量的40%,也是一个技术难点。介绍了硅橡胶混合计量仪材料缸因孔深达220mm,且需斜向进刀,如果使用普通机夹刀具进行加工,则存在加工时间长、尺寸精度、表面粗糙度等难以达标的问题,因此,需设计出专用的防振刀具以便加工。深孔加工防振刀具的设计需要考虑到刀具的强度、刚性、耐磨性、散热性、导向性以及防振性能等多个方面。因此,对防振刀具进行了设计与制造,最终实现该深孔零件的高效生产。

井下工具深孔内壁加工系统及试验研究

针对石油钻采、测井等领域井下工具深孔类零件内壁盲孔及键槽的加工难点,设计深孔内壁专用加工装置,并介绍其工作原理;设计与该加工装置配套的深孔内壁加工系统,为加工装置提供装载平台。以TC4钛合金深孔零件为试验对象进行深孔内壁盲孔及键槽的试验验证,分析切削参数对加工质量的影响,验证了深孔内壁加工系统的有效性,为井下工具深孔内壁盲孔及键槽的高效、精密加工提供一种新方法。

深孔镗削加工颤振的多传感器监测与时域特征分析研究

深孔零件广泛应用于国家重点行业,对于精密高效加工工艺、专用刀具设计制造、加工误差在线检测与控制提出了极高要求。加工状态监控是在线抑制加工颤振、提升加工过程可靠性的有效途径。采用电涡流位移传感器、振动加速度传感器和声压传感器,提出一套可行的镗孔颤振监测方案并采集相关信号,研究表明:通过时域图和频域谱阵分析稳定加工阶段、过渡阶段和颤振产生阶段的信号直观变化规律;采用EMD信号分解实现信号的预处理,提取每个IMF分量的能量占比,根据能量占比选取前5阶IMF分量代替原有信号,消除无用的低频噪声,实现信号的去噪;综合考虑均方根、绝对平均值、方根幅值、方差、偏度、峭度、峭度指标等时域特征与频域特征,得到了颤振产生与信号特征之间的关系,随着颤振的产生与幅值相关的时域特征呈现上升趋势;功率谱熵、分形维数和L-Z复杂度指标呈现下降趋势。

液氧涡轮泵阻尼密封设计与动力学特性研究

为评估进口高预旋对动密封性能的影响,提出了能够同时模拟动密封进口压力场和速度场的“虚拟旁路边界”计算模型和动密封非定常流体激振数值预测方法。针对某型液氧涡轮泵离心叶轮前凸肩动密封,开展了迷宫、蜂窝和孔型阻尼密封方案设计、性能比较和深度变推力发动机涡轮泵密封动力学适应性研究,比较了液氧涡轮泵额定工况下3种动密封方案性能,计算分析了6种发动机推力负荷(10%~100%)、高进口预旋(预旋比为0.77)下孔型阻尼密封的泄漏量和转子动力特性系数。结果表明:在额定工况下,相比于迷宫密封,蜂窝和孔型阻尼密封具有更优的封严性能(泄漏流量分别减小了17.9%和17.5%)和动力学性能(同步频率下有效阻尼分别增大了180%和87%,穿越频率从661 Hz分别减小到了287 Hz和275 Hz);在发动机深度变推力工况下,孔型阻尼密封具有较大的同步频率有效阻尼;受高进口预旋的影响,有效阻尼的穿越频率随推力负荷的增大而显著增大(从50 Hz增大到430 Hz),减小了密封提供正阻尼的抑振频率区间;在大推力工况下,可通过在密封入口设置防旋板等止旋装置减小预旋、提高转子稳定性。

短电弧-电解复合加工深小孔间隙流固耦合特性研究

针对深小孔结构加工存在的质量要求高、孔径小、数量多、加工难度大等问题,提出了短电弧-电解复合加工深小孔的方法。短电弧-电解复合加工具有不受材料影响、加工效率高以及表面质量好等优点,但由于深小孔加工阴极柔性大,加工易震颤且电弧放电能量大会引起排屑不畅、短路、二次放电问题。针对上述问题,对短电弧-电解复合加工深小孔间隙流固耦合特性展开研究。从间隙流场角度出发,研究了不同进给速度以及不同加工深度下间隙流场的运动特性,并设计实验验证仿真结果。结果表明:在一定范围内,短电弧-电解复合加工进给速度越快,极间介质平均运动速度越快,颗粒分布越均匀,排屑效果越好,因此通过增加进给速度可以促进排屑,提高短电弧-电解复合加工的稳定性。

小型折叠弹翼加工工艺研究

针对某型折叠弹翼机构中翼根和外翼平面度要求高,需对转轴深孔进行加工,以及薄壁结构容易导致变形等加工难题,提出了先粗铣,再钻深孔,最后以孔为基准精铣外形的加工策略,重点研究了深孔加工方法和翼面立式装夹精铣方法,并研究了其工艺参数。结果表明,所设计的工艺具有加工精度高、效率高且质量稳定的优点,为今后此类产品的加工提供了成功的经验。

浅析液压缸体泄压阀孔加工

阐述了液压缸体泄压阀孔加工工艺中,一种多级台阶孔的加工效率提升的方法及改进,通过引进复合刀具代替原有钻削、铣削的加工,实现多工序合并,减少换刀次数,达到提高加工效率的目的。并涉及孔末端加工工艺清理去毛刺等方法,通过探索孔加工的全加工工艺链的方法,保证加工质量、提升加工效率、降低生产成本。

复杂深孔内轮廓数控加工误差在位修正技术

提出了复杂深孔内轮廓数控加工误差在位修正技术,基于PID控制器构建了复杂深孔内轮廓数控机床运动学模型。采用正解模型和逆解模型,分别计算刀心位置轮廓误差和刀轴方向轮廓误差。采用复杂深孔内轮廓数控机床在位修正技术对输出的实际刀轴、刀心运动方位和进给轴运动方位进行比较。实验结果表明:应用该技术计算复杂深孔内轮廓数控机床轴刀尖位置较为精准,计算的数控加工误差数值与实际误差数值极为吻合,可减少加工误差,应用效果较佳,有效提升了复杂深孔零件的加工精度。

基于深孔钻相变均温技术的散热器传热优化研究

针对非均匀热流密度、多个热源器件集成的热物理场散热需求,文章应用数值仿真和试验测试的研究方法,基于深孔钻相变均温技术,对一款轨道交通项目用散热器进行传热优化设计研究。首先,对比了深孔钻相变均温散热器在不同安装方向的温升性能,表现为其温升差异较小,不同工况下的温升波动幅度仅为1.6%~3.4%,这表明深孔钻相变均温散热器内部工质的相变传热过程具备良好的抗重力特性;其次,将设计优化的深孔钻相变均温散热器与同尺寸规格的常规铲齿散热器(原始方案)进行性能对比,结果表明:在相同工况条件下,相比于常规铲齿散热器,深孔钻相变均温散热器的温升可降低6.0~14.3 K,降幅达10.9%~13.8%;均温性最大降低26.3 K,最大降幅53.3%,温升控制与均温性均有大幅提升。将深孔钻相变均温散热技术应用于非均匀热流密度、多个热源器件集成的热物理场,其散热优势显著。

空心车轴错齿BTA深孔加工的切屑形态分析

以DZ2材料TTA-J404型动车车轴深孔加工为例,对错齿BTA深孔钻削技术进行了测试验证,对切屑进行了深入的分析,确定合理的切削参数,指导企业选择正确的深孔加工工艺,对企业正常运营生产及我国高速列车零部件国产化进程都具有一定的指导和创新意义。

深孔加工工具系统研究现状及趋势分析

深孔加工具有工作条件恶劣、切削热难传散、断排屑困难和工艺系统刚性差等特点,属于制造领域典型难题之一。针对核电管板深孔加工的特点,提出开发高效和可靠的深孔加工刀具系统的必要性。阐述了目前常用的四种深孔加工刀具系统—枪钻系统、BTA系统、双管喷吸系统和DF系统的工作原理、特点及其应用范围。讨论了深孔加工刀具的种类以及国内外研究现状,提出深孔加工刀具系统新的研究展望。

深孔钻削中孔轴线偏斜的纠偏理论与方法研究

孔轴线偏斜是深孔加工中无法避免的技术难题 ,如何纠偏是国内外孔加工行业亟待解决的课题。本文分析了孔轴线的偏斜机理 ,提出了利用静止外力进行纠偏的理论和方法 ,并确定出了合适的纠偏位置 ,钻削纠偏试验证明该方法具有良好的纠偏能力 。