孔群加工路径优化方法的研究

孔群加工路径规划对于提高多孔类零件的加工效率和质量具有重要意义。通过对多点位加工优化和工序优化方法的研究，针对孔群在尺寸、形状、分布位置等特点上的不同，合理地选择加工路径规划方法。通过实例验诅：此优化方法在孔群加工中明显提高了数控加工的效率、降低了加工成本。     

正六边形分布蜂窝孔群的另类解法

1.正六边形分布蜂窝孔群编程思路的引出本刊2010年第5期上有一篇文章《一个趣味宏程序的深入探讨》，原题目的要求是：给出一个给定直径的圆形区域、钻孔的孔径和相邻两孔中心距离，要求在圆形区域内部钻孔，不准超出圆形区域，也不允许将圆形区域边缘钻豁，圆形区域的中心必须钻孔。笔者经过阅读并实践后发现加工出的图形在多数情况下是正六边形分布孔群，就想可不可以借用文中的思路编程只加工正六边形蜂窝孔群，经过与原文作者的讨论研究，成功地实现利用宏程序对正六边形蜂窝孔群的快速加工。     

正交孔系的宏程序设计

一、概述正交孔系是指一组垂直相交的均市孔群。正交孔系的组合，则是各类机械中广泛应用的结构形式之一，如图1所示。组合形态分3种：（1）整个组合均可分解成标准正交孔系块，如图2所示。（2）若干个正交孔系块的坐标偏移，重叠成正交孔系区，如图8所示。（3）若干个坐标偏移后，重叠而成的正交孔系区，形成完整的正交孔系组合。在大多数情况下，正交孔系组合零件的精密加工，要求程序设计者必须注意：加工过程中零件内应力的分布和热变形的影响，特别对于密集孔群的精密加工尤为重要，所以，正交孔系组合零件的宏程序设计思路，应该在考…     

孔群分类加工路径的优化算法

柔性钣金加工中心采用钻削或攻丝加工孔群时,为缩短刀具空走行程并提高孔群加工效率,针对孔群中圆孔需分类使用不同刀具加工问题,提出蚁群算法与贪心算法相结合的混合算法对孔群加工路径进行优化。该混合算法对同一种类孔群中的孔采用蚁群算法优化路径,不同种类孔群间的过渡应用贪心算法优化。通过在自主开发钣金刻铣加工CAD/CAM软件中,将所提出的混合算法与X向路径法、Y向路径法、贪心算法、蚁群算法进行实验对比。对分布无序的3类41个圆孔的孔群加工实验,结果表明:混合算法优化后路径长度比X向路径法优化后缩短42.84%,比Y向路径法优化后缩短48.93%,比贪心算法优化后缩短11.10%,比蚁群算法优化后缩短6.19%。由此可见,本文所提出的混合算法能够更有效缩短分类孔群加工路径,提高加工效率。     

消除反向差值的圆弧点阵孔群用户宏程序设计

分析圆弧点阵孔群加工宏程序的设计方法，提出在消除反向差值原则下的加工路径，以提高圆弧点阵孔群的加工精度，并设计出相应的用户宏程序。     

基于遗传算法的孔群加工路径优化

为提高孔群加工的效率,采用遗传算法对孔群加工空行程路径进行了优化。对遗传算法的实施过程进行了细致的描述,通过实例演示了遗传算法的孔群路径优化性能,并对遗传算法的运行效率及影响因素进行了研究。实验表明,运用遗传算法对孔群路径进行优化能提高孔群加工的效率,减小孔群加工中空行程的消耗;遗传算法运行中可以根据最佳个体的保持时间在一个代中加入活性因子,防止早熟的出现;遗传算法的各个参数对遗传算法的运行有一定的影响。选用合适的运行参数,本程序可应用于工程中,提高少批量孔加工的生产效率。     

基于蚁群算法塑模孔群加工路径优化

孔群加工是塑料模具制造中的重要工艺。针对塑模型芯孔群加工问题,提出了一种基于蚁群算法的改进优化方法,通过正交试验优选初始化参数,利用改进后的蚁群算法对塑料模具型芯孔群加工进行路径优化,以解决大规模不规则孔群加工时,空行程过多,加工效率低等问题。与标准遗传算法和蚁群算法相比,孔群加工路径平均值分别降低了6.0%和2.4%。与传统分批加工路径相比缩短了50.1%。实际路径优化效率较好,提高了加工效率。     

新型液压脉冲阀的设计

本文提出了回转型液压脉冲阀的一种新结构——小孔群结构形式。阀内部油流合理,小孔群组启闭线性特性较好,稳态液动力矩显著减小,使振动系统的控制功率减小。加工工艺性较好。是新型脉冲阀的一种较理想结构。     

基于CAD的双轴双通道孔群加工自动编程系统的开发

在双轴双通道数控机床进行孔群加工中,手工编制数控程序非常困难。用Visual Basic 6.0对Auto CAD软件的二次开发技术,开发了基于孔群加工的自动编程系统,实现了零件参数选取、加工轨迹规划及单、双轴加工NC代码的自动生成等功能,从而大大减少了技术人员的工作量,提高了工作效率。     

CNC系统中模态宏程序的实现算法

在分析宏程序模态调用关系的基础上，为模态宏程序的解释执行设计了一个栈式数据结构及建立在这个结构之上的速归算法。最后通过一个孔群加工的实例对算法进行了验证。     

棘手的穴蚀

穴蚀是指柴油机湿式气缸套外壁与冷却液接触的表面(水道部位)被破坏成一些针状的孔洞现象。穴蚀具有如下特点:(1)湿式缸套的穴蚀孔洞主要发生在水道部位,在活塞主推力面的一侧严重,对面较轻,两侧轴线方向几乎没有。(2)呈密集的蜂窝状分布的小孔群,小孔呈针状,孔洞表面清洁,没有腐蚀生成物。     

用户宏程序在加工中心的应用研究

如何使加工中心这种高效自动化机床更好地发挥作用,其关键性工作之一就是开发和提高数控加工性能。本文设计利用用户宏程序来提高数控加工性能,将用户宏程序应用在加工中心上,不仅形式自由、应用灵活,而且具备计算机高级语言的表达式、逻辑运算及类似的程序流程,实现普通程序难以实现的功能,同时也体现了用户宏程序快捷、简洁、通用和工艺优化的现代加工技术特点。用网式点阵孔群加工实例就可以很好地说明用户宏程序在加工中心上的应用特点。     

多头钻床轨迹规划和仿真软件的开发

针对多主轴头的数控钻床钻孔路径规划问题进行了分析,在充分考虑机床的机械结构和加工效率要求的前提下,提出了多头数控钻床的钻孔路径规划算法。首先分析了DXF文件的结构,接下来将二维空间中的孔群分解成一维空间中的孔群进行钻孔路径的规划。为了验证算法和真实加工的可行性,还开发了仿真软件,针对某工程中的某管板类零件规划了钻孔路径,并进行了仿真加工。仿真加工结果证明,开发的算法正确可靠,可以用来进行多头钻的钻孔路径规划。     

启发式算法的孔群加工路线模糊多目标优化

研究一类在加工中广泛存在的孔群加工(Hole Group Machining,HGM)优化问题。孔群加工是多孔类零件加工中重要的工艺过程,研究其加工路线优化方法对于提高多孔类零件的加工效率、降低加工成本有重要意义。与传统的多孔加工点位优化不同,综合考虑了刀具选择、加工参数、加工次序及刀具路径的影响,以加工效率和成本为目标,建立优化问题数学模型。采用改进启发式算法克服了传统算法早熟、爬山能力弱,以及收敛性能不理想等缺点,并引入交互式多优先级控制,对加工工艺进行模糊多目标优化,提高了算法实用性。最后通过实例计算证明了算法的有效性。     

孔加工刀具交换问题及后续优化

在孔群加工中,总加工成本由刀具成本、加工成本、非加工刀具行进时间、刀具换刀成本组成。在加工有多个孔模型的零件时,为了有效地得到刀具交换问题的优化解,采用基于启发式算法的求解方法。在得到优化解后,提出了基于孔模型工序矩阵的进一步优化方法。     

轴流泵叶轮出口速度矩采用不同的二次多项式分布规律时的特性研究

研究了轴流泵叶片设计中叶轮出口液体速度矩采用不同的二次多项式形式分布规律时，叶轮出口绝对速度圆周分速度、轴面速度、理论扬程、扩压系数、水力效率、汽蚀余量、叶片安放角等参数沿叶片高度分布的情况。采用了4种分布形式。研究表明，叶轮出口速度矩采用不同形式的二次多项式分布时。叶轮出口绝对速度圆周分速度、理论扬程、轴面速度和叶片安放角沿叶片高度分布均有较大变化。但汽蚀余量、扩压系数和水力效率沿叶片高度分布变化较小。分布3、4是比较好的分布形式。当必需汽蚀余量有要求时，分布3可以减小必需汽蚀余量5％左右；否则，分布4是比较好的。对于分布3，叶片安放角沿叶片高度分布可能出现拐点。通过增大k1，降低k2和增大k3可以避免出现拐点。对于分布3，k2位置的改变对叶片安放角影响甚微。     

孔群加工路径规划问题的进化求解

孔群加工路径规划对于提高多孔类零件的加工效率和质量具有重要意义。建立了两个孔群加工路径规划问题的数学模型,分别归纳为单目标和多目标组合优化问题,并引入进化蚁群系统算法和人工免疫算法求解单目标组合优化问题。这两种算法均能有效防止解空间的“组合爆炸”问题,计算复杂度的阶次低于Hopfield神经网络算法,且性能优于Hopfield算法。采用多目标解的快速排序技术分别对进化蚁群系统算法和人工免疫算法加以改进,开发出多目标进化蚁群系统算法和多目标人工免疫算法。分析表明,改进算法不增加原算法的计算复杂度,能直接用于求解多目标组合优化问题而无需事先给出目标权值向量,并能一次运行求得问题的多个Pareto最优解。     

多孔类零件自动编程系统的研究

针对多孔类零件数控加工的工艺复杂性,提出了基于CATIA的自动编程系统框架结构,并对其关键技术进行了研究.多孔类零件自动编程系统由孔群加工路径优化、数控刀轨生成与图形仿真、数控刀轨检验与分析、后置处理4个模块组成,能实现CAD/CAM/CNC系统之间的数据共享与集成和NC代码的准确高效生成.     

宏程序在数控铣床的应用

基于FANUC数控系统的宏程序,解决实际加工中程序不可循环使用的难题,模块化编程既可直接作为主程序,也可以作为子程序,使实际加工更加灵活、方便,高效。在数控铣床(加工中心)上,利用宏程序编制加工典型工序的模块化指令,如凸台、斜面等。最后将上述模块化指令应用于零件——平行四边形框点式孔群,通过仿真加工验证宏程序的优势。     

S150手提砂轮机的消声装置

铸件清理,基本上都是手工操作。由S150手提风动砂轮机打磨铸件产生的噪声,严重影响工人的身心健康,成了安防技措急待解决的一个问题。为此,我们根据小孔群消声器的原理,试制了一种消声装置,取得了较好的效果。其整个装置见图1。该消声装置由内外套和喷注管