多结构特征零件车铣复合加工工步排序优化

针对零件在车铣复合加工过程中不同工步间多次B轴转位、工作台转位、换刀影响生产效率的问题,提出了一种基于多色集合理论的混合遗传算法(HGA)进行工步排序优化。首先,以多结构特征零件为研究对象,在分析加工工艺和工步排序原则的基础上,借助多色集合理论建立了工步排序问题的约束模型;其次,以最短辅助时间为目标函数,建立了工步排序优化模型并对其进行了鲁棒性分析;然后,设计了遗传算法合理的编码、交叉和变异的方法,并在算法中引入了模拟退火机制;最后,将HGA应用于实例中,并与其他两种遗传算法进行了性能对比。结果表明,HGA在解决工步排序问题方面具有优越性,经过优化有效地降低了零件的辅助加工时间,达到了提高生产效率目的。

考虑尺寸误差与径向载荷的双螺母滚珠丝杠静刚度分析

同时考虑尺寸误差和外部径向载荷,改进了一种预紧双螺母滚珠丝杠的轴向静刚度计算模型。首先,基于赫兹理论,考虑制造过程中的尺寸误差和因装配不当等因素引起的径向外部载荷,改进了滚珠载荷分布和轴向静刚度模型。其次,采用Newton-Raphson迭代法计算了双螺母滚珠丝杠的轴向静刚度,并在自行研制的加载试验台上进行了加载变形试验,验证了模型的正确性。最后,通过仿真分析,研究了外部轴向载荷、外部径向载荷和滚珠尺寸误差对双螺母滚珠丝杠轴向静刚度的影响。研究结果表明,所建立的双螺母滚珠丝杠静刚度模型对描述轴向变形位移和轴向静刚度有较好的效果,对指导预紧双螺母滚珠丝杠在静止或低速工况下的承载能力评估和精度设计有一定的参考意义。

基于螺栓组残余预紧力一致性的研究

针对数控机床装配中螺栓组残余预紧力分布一致性差的问题,通过搭建实验台进行实验研究,获得拧紧顺序和分步拧紧策略对螺栓组残余预紧力的影响规律。首先,基于机床中常见的四螺栓连接结构,设计并加工出四螺栓连接结构实验件;然后,搭建实验台进行实验,分析拧紧顺序和分步拧紧策略对四螺栓连接结构残余预紧力的影响;最后,对两种分步拧紧策略进行对比分析。结果表明:3种拧紧顺序中,顺时针方向拧紧状态下四螺栓连接结构的残余预紧力一致性最好;随着拧紧步数的增加,螺栓组残余预紧力一致性变好;随着拧紧步数的持续增加,残余预紧力一致性提高不显著;随着首步拧紧比例的增加,螺栓组残余预紧力一致性变好;随着首步拧紧比例的持续增加,残余预紧力一致性提高不显著。该研究可以为提高机床装配质量和螺栓组预紧效果提供指导。