变矩器壳体智能洁净制造生产线设计

变矩器壳体作为汽车发动机中的重要零部件,具有多样化、复杂化的外形特征和加工工艺。然而,传统的变矩器壳体生产线存在高耗低效、依赖工人操作生产效率低等问题,迫切需要向着绿色化、智能化的方向转型。基于此,开展了变矩器壳体智能洁净制造生产线设计工作。结合现有生产线存在的问题,对变矩器壳体智能洁净制造生产线做出优化,完成了变矩器壳体智能洁净制造生产线硬件系统设计、分体式变矩器壳体加工工艺设计以及变矩器壳体生产线工艺装备系统设计。以平均生产节拍为指标,智能洁净制造生产线生产效率提升55.1%。

机床刀具状态智能监测技术的研究

刀具状态智能监测技术是实现智能制造和提高零件制造精度及加工效率的关键.通过对刀具状态监测技术系统的理论分析与研究,结合机器学习算法、识别率误差分析以及刀具状态监测中信号的特征提取揭示人工智能刀具状态监测理论与方法.分析了机器视觉刀具状态监测方法,研究了刀具状态监测中图像监测的数据处理方法,并对刀具状态图像监测技术影响因素进行了理论分析,得到刀具状态视觉监测是未来工厂设备刀具监测的主要形式.

静电雾化微量润滑粒径分布特性与磨削表面质量评价

针对微量润滑(minimum quantity lubrication,MQL)依靠的高压气体雾化微液滴粒径细化程度低、易飞逸飘散,有效利用率低以及对环境和人员健康产生危害的问题,提出气辅式静电微量润滑(electrostatic minimum quantity lubrication,EMQL)雾化新方法。开展多工况雾化性能对比试验,并对镍基合金磨削表面质量进行评价。结果表明:润滑剂荷电后雾化性能得到显著提高,在降低液滴平均体积粒径和分布跨度的同时,降低了悬浮可吸入小液滴(PM10)的质量浓度,且电压越高PM10质量浓度越低。当电压为35 kV时,润滑剂的雾化效果最理想,平均体积粒径和分布跨度分别降低了27.343%和41.456%,PM10质量浓度降低了5.065个百分点。磨削试验结果表明:相较气动雾化微量润滑,静电雾化微量润滑获得了更为理想的工件表面质量;当电压为35 kV时,工件表面粗糙度Ra和RSm分别为0.377μm和0.084 mm;干磨削工件表面质量极差,出现大量黏附和剥落现象,甚至有大面积的表面材料撕裂,因此干磨削不适用于高温镍基合金加工。

不同冷却工况下的磨削钛合金温度场模型及验证

为克服普通纳米流体微量润滑在磨削区换热能力不足的技术瓶颈,提出了低温风冷+纳米流体微量润滑的新工艺,并建立了温度场有限差分模型。对低温风冷+纳米流体微量润滑、低温风冷、纳米流体微量润滑三种冷却方式下的磨削温度场进行了数值仿真,结果表明低温风冷+纳米流体微量润滑的换热能力最强,低温风冷次之,纳米流体微量润滑最弱。在三种不同冷却方式下对钛合金Ti-6Al-4V平面磨削温度场进行了实验,工件表面最高温度相对误差小于5%,验证了理论模型的正确性。

冷风微量润滑纳米粒子体积分数对钛合金磨削性能的影响

采用两步法制备6种不同体积分数的氧化铝纳米流体,对Ti-6Al-4V钛合金进行磨削加工试验。结果表明:磨削区最高温度由氧化铝体积分数为0.5%时的193.6℃逐渐降低至1.5%时的最小值183.5℃,而当氧化铝体积分数进一步增大时,温度逐渐提升至3.0%时的196.3℃;体积分数由0.5%增加至2.5%,比磨削能由74.8 J/mm3下降至最小值64.73 J/mm3;而当体积分数继续增加至3.0%时,比磨削能上升至69.33 J/mm3。黏度随氧化铝纳米粒子的增加而增加,并在体积分数为3.0%时达到235.8 mPa·s。接触角随体积分数的增加先下降,并在体积分数为2.5%时达到最低值45.85°。纳米粒子在基础油中的分散性改变了纳米流体的抗磨减摩与换热性能,进一步影响了磨削性能。