面向能耗的多刀具孔加工刀具直径及工艺参数集成优化模型

刀具直径和工艺参数对机床加工能耗影响显著。与单独优化刀具直径或单独优化工艺参数相比,开展刀具直径及工艺参数集成优化能进一步降低机床加工能耗。为实现面向低能耗的多刀具孔加工过程中刀具直径及工艺参数集成优化,首先,系统地分析了多刀具孔加工过程的加工时间和加工能耗;然后,建立以刀具直径和工艺参数为优化变量,以最小加工能耗和加工时间为优化目标的多刀具孔加工多目标集成优化模型,并采用粒子群算法对模型进行优化求解;最后,基于实际案例分析了刀具直径及工艺参数集成优化的必要性,并通过对比分析,验证了该模型的有效性和实用性。     

基于动态事件的柔性作业车间重调度节能优化

为了解决机械加工过程中出现紧急任务插单或机床故障等动态事件干扰调度方案执行,导致原调度方案能耗增高、完工时间延长等问题,研究了一种考虑紧急插单和机床故障动态事件的柔性作业车间重调度节能优化方法。首先分析了动态事件下柔性作业车间的工件加工过程能耗特性,然后以总能耗最低、完工时间和鲁棒性最小为优化目标建立了面向节能的动态重调度优化模型,并提出基于多目标引力搜索算法的重调度节能优化求解方法,最后通过案例对比分析,验证了所提方法的有效性。     

电动汽车无动力中断两挡变速器换挡机构参数优化

针对电动汽车无动力中断两挡变速器,提出一种换挡机构参数优化匹配方法。介绍了该两挡变速器换挡机构,并分析了其换挡工作过程。建立了整车动力学模型,研究了换挡机构参数对冲击度和滑摩功的影响规律。在此基础上,对换挡机构参数进行初步匹配,进一步建立了以换挡机构参数为优化变量,以冲击度和滑摩功为优化目标的多目标优化模型。利用改进灰狼算法,结合MATLAB/Simulink仿真对所建模型进行了求解,并通过案例验证了该算法的有效性。最后,搭建了两挡变速器换挡试验台架,结果表明其换挡过程动力不中断,证明了该两挡变速器换挡机构的合理性。     

逆向工程辅助零部件再制造关键技术及应用

针对废旧零部件再制造过程中人工参与多、经验依赖性强、修复效率低、可靠性差等问题,从系统的角度提出逆向工程辅助废旧零部件再制造的流程框架,并就其中的关键技术废旧零部件原始模型重构和缺损部位模型的提取两方面进行阐述。通过分离点云数据中的损伤区域与完好区域,自动判断特征轮廓线是否经过点云损伤区域,保证了逆向建模的精度;提出一种基于改进迭代最近点算法的配准方法,该配准方法能够自动剔除损伤区域的点,提高损伤模型与原始模型的配准精度,保证缺损部位模型提取的准确性。最后通过实际修复案例,对所提方法进行了验证。     

车齿工艺过程切屑几何数值仿真与分析

由于车齿工艺运动关系和刀具几何关系复杂,车齿刀具切削深度在切削过程中不断变化,且在切削刃不同点上的切削深度不均,导致被切材料几何呈现出非规则的特点,对切削力、切削热具有重要影响.首先基于车齿工艺原理和坐标变换方法建立其运动学模型,根据其运动学原理对车齿工艺切削过程进行仿真,运用数值计算方法计算切削过程中产生的切屑的法向厚度,最后分析切削参数进给量以及刀具设计前角和螺旋角对切屑厚度的影响.结果 表明:较小的进给量以及较大的刀具螺旋角使切屑厚度更均匀,更有利于刀具参与切削,并且该分析结果可以为切削参数选择以及刀具结构优化提供理论支撑.     

基于切削功率的数控车削批量加工刀具磨损在线监测

为了实现数控车削批量加工刀具磨损状态的在线监测,在分析切削功率与刀具磨损量关系的基础上,考虑加工参数对切削功率的影响,基于正交实验设计与响应面法,建立了切削功率与刀具磨损量及加工参数之间的回归模型。提出一种实时更新切削功率阈值的刀具磨损状态在线监测方法。该方法首先对功率信号进行滤波处理,结合数控系统判断机床的运行状态,然后实时计算切削功率阈值并与实际加工过程切削功率进行比较来监测刀具的磨损状况。通过实验案例自动在线监测数控车削过程中刀具磨损的情况,验证了该方法的有效性。     

面向能耗的纯电动汽车双电机动力系统控制策略

为降低汽车动力系统的能量损耗,延长汽车续航里程,针对一种新型双电机动力系统,提出一种面向能耗的双电机动力系统控制策略。基于驾驶员意图获取电动汽车的需求扭矩,进而综合考虑踏板信息、道路信息、电机信息和电池信息,制定了面向能耗的双电机动力系统转矩补偿策略;基于最小能耗原则确定了4种工作模式工作区间,并制定了双电机转速转矩分配策略表,实现了双电机转速转矩快速有效地分配。最后,利用MATLAB/Simulink建立双电机动力系统仿真模型,对所提控制策略进行仿真验证,表明了该策略的可靠性。     

面向绿色制造的干式齿轮加工过程碳排放分析

为了研究干式切削齿轮加工过程碳排放特性,对齿轮加工过程的物料、能源消耗、废物处理及碳排放特性进行了分析,提出了齿轮加工过程碳排放边界条件,建立了齿轮加工过程碳排放计算模型;根据某制造企业提供的数据,将同批次齿轮的绿色干式切削和湿式切削加工过程的碳排放量进行计算与对比分析,结果显示,与湿式切削相比,干式切削齿轮加工过程碳排放总量约少55.69%,废弃物处理碳排放量少15.57%,表明面向绿色制造的干式齿轮加工的能源消耗、成本费用较低且环保,高速干式齿轮加工技术将成为未来齿轮制造业发展的主要趋势。     

基于多源异构数据的数控铣削表面粗糙度预测方法

针对传统数控铣削表面粗糙度预测模型泛化性差、精度较低等问题,提出了一种基于多源异构数据的数控铣削表面粗糙度预测方法。获取变工艺条件下数控铣削的工艺参数、刀具直径及工件材料等静态数据和振动信号、力信号及功率信号等动态数据;采用粒子群优化算法(PSO)优化卷积神经网络(CNN)的网络结构参数得到PSO-CNN;运用PSO-CNN自适应提取动态数据特征并对静态数据特征进行人工提取,再通过浅层神经网络融合动、静态数据等多源异构数据的特征,建立变工艺下的表面粗糙度预测模型;通过不同模型的预测性能对比试验,验证了该方法的优越性,并以两个工件加工过程为例,验证了该方法的有效性。     

基于Archard模型的机床导轨磨损模型及有限元分析

机床导轨的磨损是导致机床精度降低或丧失的重要因素。针对机床导轨磨损深度的预测问题,提出了一种基于Archard模型与有限元模拟试验的机床导轨磨损分析方法。该方法基于修正的Archard模型形成一种磨损深度的计算公式,并采用一种离散化计算方法进行求解;结合ANSYS软件,提出机床导轨磨损有限元分析模拟的方法及流程;最后,以车床滑动导轨为例,用有限元试验方法对机床导轨的磨损过程进行模拟分析,得到磨损深度关于磨损次数的计算公式,其结果表明:机床导轨磨损深度的仿真模拟值与实际值具有一致性。