径向进刀机构的特种装置的设计与开发

部分零件加工中,常需要完成某些特殊的工艺,如在孔中切槽,加工内外端面、加工圆锥面以至车球面等。要完成这些工艺,不仅需要刀具作轴向进给方向的运动,而且要求刀具能作径向的运动。在批量生产中,为了使通用机床(摇臂钻床、铣床、镗床)与专用机床实现刀具径向切削以及轴向切削,满足这类零件的特殊工艺要求,开发了2种具有较强适用性的切削内孔环形槽及端面的特殊装置,并描述了装置的运动原理以及各自特点及其加工应用范围。     

普通机床加工孔内同轴环槽和反锪端面装置

为了使普通机床可以方便地完成孔中切环形槽、锪孔及锪端面这类特殊的加工工艺,笔者开发了3种特殊装置,详细介绍了装置的运动原理及加工应用范围和特点。在普通机床上,使用这些装置即可同时实现切削刀具的径向进给与轴向进给,高效完成有特殊要求零件的加工。     

内r数控立铣刀几何参数分析

内r数控立铣刀属于成形刀具,应用方便,切削效率高,加工质量好,但是设计与制造很复杂,选择和应用时必须掌握它的特点。几何参数是内r数控立铣刀的核心要素,主要分析其前角,进给后角和主后角的设计、形成、校核计算等,从而找到了一定的规律。     

球形内孔车刀工具的结构设计

介绍了一种适合单件小批量生产的加工球形内孔车刀工具,工具在通用车床上使用,采用手动进给,蜗轮蜗杆传动,旋转刀盘圆形回转进给切削,实现球形内孔加工。工具传动比大,进给力容易控制,直接夹持于通用四方回转刀架上,调整方便且刚度高,对切削刀具无特殊要求,对加工操作人员技术水平无更高要求,加工精度高、效率高。     

高效深孔加工方法

介绍了一次进给完成镗削、滚压深孔加工方法 ,并介绍本方法高效简便特点及所用刀具结构、切削参数选择、准备工作     

立式车床上大圆柱体上R弧槽机械加工方法

主要介绍在立式车床上加工大型圆柱体上R弧槽的工装设计。根据企业现有的条件和生产实际状况,通过蜗杆与蜗轮传动原理改变刀具的切削方向,由原来的刀具直向进给加工,变成旋转加工,提高大型圆柱体上R弧槽加工精度。此工装设计原理可用在立车上,也可用在卧车上,减轻操作者劳动强度,降低加工难度,提高加工精度,经实践加工R28弧取得成功,解决了实际工作中的加工困难,有一定的推广价值。     

基于ANSYS干式钻头的优化设计及试验分析

以干式切削钻头为研究对象,改变类比、实验和仿制等传统的刀具设计方式,将现代设计理论和方法引入刀具设计之中,使刀具在满足产品综合加工性能的前提下,获得最佳的刀具几何参数。它可以极大地缩短设计周期和设计成本,对提高企业刀具产品设计能力具有重要的现实意义。     

高速切削加工在采煤机行走轮制造中的应用

通过高速切削适用性分析,确定可以应用于采煤机行走轮加工。从装夹方式、刀具及切削参数选择、走刀路径、程序编写等方面研究,形成完整的行走轮高速切削工艺方案。该工艺方法加工出行走轮,通过检测,不仅保证行走轮精度满足设计要求,还大幅提高加工效率。     

简谐运动对心从动杆凸轮槽铣削程序的参数化

作简谐运动的对心从动杆凸轮槽由圆弧槽和非圆曲线槽组成,生产中,其数控加工程序一般借助CAM软件编程。当几何特征变化时,需重新建模、后置处理和调试程序,比较麻烦。推导刀具切削凸轮槽的中间及内、外壁时的刀心轨迹函数,基于凸轮槽几何尺寸和切削变量,利用极坐标功能编写切槽宏程序,实现凸轮尺寸、刀具规格、切深、层切次数、切削步距和进给速度参数化,当参数赋值错误时能发出报警信息。程序扩展了数控系统功能,方便加工凸轮的工厂使用。     

偏心进给车削非圆截面零件的方法

根据非圆截面的成形方法和所需运动,从偏心进给车削非圆截面的原理人手,介绍了用刀具偏心驱动进给或工件的偏心运动的方法,实现刀具相对工件的往复进给来车削非圆截面的几种装置及其工作原理。     

综采工作面设备生产能力的提升改造

通过增大综采工作面液压支架供、回液管路直径,形成双进双回环形供液系统,降低了管路中的压力损失,提高了液压支架的移架速度和初撑力;将采煤机摇臂截割功率由650 kW提高到750 kW,同时通过调整采煤机摇臂齿轮齿数,提高了滚筒转速,加快了割煤的速度,提高了工作面产量。     

不同截割工况下变速截割采煤机截割性能多目标优化

为了在不同截割工况下实现采煤机安全运行和高效生产,以牵引速度、滚筒转速为优化变量,以齿轮动载荷、采煤生产率、块煤率以及截割比能耗为子目标,建立了采煤机截割性能多目标优化模型;提出了基于权重系数轮换的各性能子目标权重系数的寻优方法,以确定适应不同截割工况的最优权重组合。利用遗传算法优化得到正常煤层、夹矸煤层和岩石断层工况下随截割阻抗变化的最优牵引-截割运动参数,并对比分析最优运动参数控制和传统牵引调速控制下采煤机的截割性能。结果表明,与传统牵引调速控制相比,采用最优运动参数控制不但明显提高了正常煤层和夹矸工况下的采煤经济性能,而且可安全快速通过断层区;此外,滚筒转速在24 r/min附近时截割传动系统出现局部共振,因此滚筒变速截割时应避免在共振转速下运行。所得结果为采煤机自适应变速截割的实施提供参考。     

磨料水射流喷头内部流场仿真及聚焦管参数分析

利用fluent软件在稳态、湍流、两相流的条件下对后混合磨料水射流喷头内部流场进行了数值模拟,并对喷头主要几何参数进行了分析。研究表明,聚焦管入口收缩角α越小,越有利于流动,避免了磨料在聚焦管入口处聚集而产生堵塞。聚焦管出口直径越小,磨料出口速度越大,但聚焦管出口直径越小,混合腔内部形成的负压越小,不利于磨料的吸入。聚焦管出口直径应以水喷嘴直径3倍左右为宜。     

高精度冷拔钢管的效益性分析

介绍以热轧无缝钢管或直缝焊管为坯料的高精度冷拔管,并从降低产品成本,改善机加工工艺,提高产品的力学、防腐性能及产品质量、节约降耗等几个方面,阐述高精度冷拔钢管的经济性和优越性。     

掘进机器人截割头截割运动与轨迹仿真研究

针对煤矿井下掘进机控制过程中,容易出现超挖、欠挖等问题。以掘进机在复杂的倾斜环境中,采用几何投影法,建立截割头的空间实时位置与巷道断面范围的空间数学模型。利用MATLAB软件平台,对断面成形进行控制仿真,验证了截割运动建模的正确性,为掘进机器人断面截割成形的准确控制奠定了基础。     

掘进机截割部运动行程的优化控制

在掘进机截割部的液压控制系统中引入流量再生回路,对不同供油条件下的升降缸有杆腔和无杆腔进行压力检测,结果表明,流量再生条件下的无杆腔平均压力降低了18.8%,节能效果显著,而且压力波动小,稳定性好。为确保截割头具有高可靠性的运动行程,采用PID控制,以截割头的位置偏差作为反馈控制信号实现自动掘进,实验测试表明,截割头运动坐标的测量值与目标值匹配性良好,高度方向的最大偏差为1.7%,水平方向的最大偏差为1.4%,有效地保证了掘进机截割部的运动行程精度。     

焦作矿区深孔定向预裂割缝技术研究

为了研究工作面切顶卸压工程中深孔定向爆破割缝关键技术，对焦煤集团多个工程地点的切顶卸压工程进行了研究和分析，研究了双向薄壁点状聚能管、双向常规点状聚能管、双向常规线状聚能管及半圆形聚能管的特性，并确定了最优聚能管形式，制作了加工模具。结果表明，聚能管定向预裂爆破，利用切缝管对能量的导向作用进行割缝，是目前比较适应焦煤集团地质情况的深孔爆破定向割缝理论和方法，“双向常规线状聚能管”模具的研制，能够有效解决加工改造聚能管的瓶颈问题，使用方便，操作简单。工作面开切眼实施深孔预裂爆破后，开切眼产生大量裂隙，实现了顶板预裂的目的，有效地降低了综采面基本顶初次来压的强度，在工作面运输巷实施的顶板预裂爆破工程，对采面压力也产生了积极的影响。     

基于多信息融合的采煤机采运参数协同优化研究

以煤岩的相关材料理论为基础,建立煤岩截割三维模型,利用有限元分软件ANSYS对该模型进行仿真。研究了转速和牵引速度与载荷波动系数、截割比能耗、截齿安全系数的关系,得到载荷波动系数、截割比能耗、截齿安全系数的关系式,通过fmincon函数得出结果:当转速为86.2 r/min、牵引速度为3.85 m/min时,采煤机运动参数达到最佳,此时载荷波动系数为0.271,截能比耗为0.785 kW·h/m³,截齿安全系数为2.4。     

Influence Exerted by the Shape of Cutting Wedge on the Chip Size

The results are presented for numerical investigation carried out by the finite-element method into the influence exerted by the shape of cutting wedge on the propagation of crack cutting off the chip element. It is shown that an increase in angle of the cutting wedge favors the primary-crack penetration into deep, as well as impedes the material motion on the rake face and the chip formation.     

镜铁山矿井下切采一体化技术

镜铁山桦树沟铁矿目前采用无底柱分段崩落法开采,该方法采用人工掘凿切割天井,掘进成本高,劳动强度高,作业环境差,不安全。为了解决人工掘凿切割天井存在的问题,以无底柱分段崩落法切割工序为研究对象,以爆破参数理论分析、根据经验公式或工程类比、及工程试验研究手段,研究出切采一体化工艺技术。研究了降低Simba 1354台车中深孔凿岩偏斜率措施、Simba 1354凿岩台车施工127 mm空孔的技术措施、微差爆破技术措施。利用导向钻管施工高精度炮孔和利用扩孔钻头扩孔形成大直径空孔的功能,实现了无底柱分段崩落法切割工序的机械化作业,取代了人工掘凿天井切割工序。切采一体化技术的实施降低了工人的劳动强度、改善了生产作业环境,避免了切割工序产生职业病的危害,促进社会和谐与稳定。