再制造工艺技术讲座（六）电刷镀再制造工艺技术

表面工程技术在废旧产品失效零件的再制造加工中得到了广泛应用,其中电刷镀技术是进行磨损失效零件性能升级和尺寸恢复的重要手段。本文叙述了电刷镀技术的定义、原理,并分析了在再制造加工中的主要应用对象与特点,最后给出了普通电刷镀与纳米电刷镀技术的应用案例。     

电刷镀再制造工艺技术

表面工程技术在废旧产品失效零件的再制造加工中得到了广泛应用,其中电刷镀技术是进行磨损失效零件性能升级和尺寸恢复的重要手段.本文叙述了电刷镀技术的定义、原理,并分析了在再制造加工中的主要应用对象与特点,最后给出了普通电刷镀与纳米电刷镀技术的应用案例.     

Φ460PQF连轧管机组穿孔机十字轴失效分析与再制造

介绍了Φ460PQF连轧管机组锥形辊穿孔机的十字轴应用条件、结构形式,并分析了十字轴主要零件的失效形式以及造成失效的原因,并针对具体的失效零件提出了再制造方案。     

废旧轴类零件改型再制造加工成本评估算法

研究了废旧轴类零件的改型再制造可加工性评价及加工成本评估的问题。根据轴的特征,提取零件轴线及轴各端面信息,利用这些信息,与待加工零件的3维模型进行形状对比,从几何形状的角度评价其再加工其他零件可行性。根据对比结果,确定加工方法,并评价加工成本,根据加工成本选择出最优废旧零件作为加工新零件的毛坯,试验表明本文提出的算法切实可行,并在改型再制造中具有较好的应用价值。     

发动机连杆再制造工艺研究与应用

本文针对达到寿命周期的某型号大功率发动机连杆进行了失效形式分析,制定了连杆再制造工艺流程,提出了连杆内部缺陷检测、大小头孔加工及衬套精密装配的再制造工艺方法,形成了连杆再制造工艺规范,满足了再制造发动机的使用要求.     

基于失效模式的曲轴再制造工艺优化方法研究

针对曲轴再制造过程中工艺路线复杂多样的问题,从曲轴的工作状况、材料选择、失效原因和损伤程度等方面进行了研究,提出了基于失效模式的曲轴再制造工艺优化方法。通过故障树分析法分析了曲轴失效的主要原因,用树形图表示出来,从中提取了影响再制造工艺的关键因素作为失效特征;基于实际工作经验给出了失效特征的量化标准,并将量化结果作为选取再制造工艺的主要条件;根据再制造工艺标准剔除了不合理的工艺路线,并将结果用与或图简明表示出来,建立了涵盖经济成本与时间成本的再制造成本函数,对结果数据进行了无量纲化处理,分析比较了简化后的工艺路线,选取了成本最低的路线作为最优再制造工艺路线;选取DB-7020帕萨特汽车废旧曲轴为目标,从磨损、裂纹和变形失效角度进行了分析,应用再制造工艺优化方法获得了可行的再制造工艺路线,并通过再制造成本函数评价得到了最优路线。研究结果表明:再制造工艺优化方法可以解决由于废旧曲轴失效形式和失效程度不同而导致的工艺复杂性问题,能够提高再制造工艺选择的合理性和再制造效率。     

再制造技术在起重机械上的应用探究

对整个再制造领域、国内外起重机械再制造现状和废旧起重机械的再制造阶段进行分析,并对拆解后零部件清洗、零件的无损检测、再制造加工工艺、使用评估软件和再制造后起重机械的评价等方面进行探讨,最大限度利用各种资源,以达到节能、节材、低碳环保等目的。     

中国特色的再制造零件质量保证技术体系现状及展望

再制造在实现资源能源节约的条件下生产出经济发展所需要的产品,是建设资源节约型、环境友好型社会的有效途径针对中国特色的再制造模式,结合再制造产品及其生产环节,分析影响再制造零件质量的主要因素,指出为保证再制造零件质量应把控的几个环节,即再制造毛坯质量评价、再制造生产过程监测、再制造零件/涂层质量检验,并提出再制造零件质量保证技术体系,介绍我国近几年在再制造标准方面的主要成绩,并指出为适应我国再制造产业快速发展需要,急需加强再制造成形技术方法和再制造质量检测评价方法等方法标准的研究。阐述再制造毛坯和再制造涂层质量无损监/检测评价方法,并结合车辆发动机典型零件再制造实践,介绍无损检测评价技术在再制造质量保证中的应用。展望中国特色再制造零件质量保证技术的未来发展。     

钛合金材料切削加工中刀具的应用

钛合金是典型的难加工材料,切削过程中刀具失效严重、零件尺寸精度和表面质量差。文中对钛合金材料的特性和切削加工性进行了分析,并总结了钛合金材料加工中的冷却方式,最后分析了目前应用于切削钛合金零件的刀具及其失效形式。     

面向再制造的快速机加工系统设计与研究

本文主要讨论了再制造快速机加工系统的设计和实现方法。首先介绍了面向再制造快速机加工概念和加工流程,并针对战地现场再制造的快速性、可靠性等特点,以轴类零件为例论述了再制造模型快速比对方法、模块化程序生成算法 提出了适用于本系统的快速人机协同工艺辅助方法。在快速机加工装备方面,介绍了可重配置机床和可重配置控制系统的概念,并简单论述了其总体设计方法。     

圆角零件数控加工方法的探讨

加工工艺作为制造业竞争的重要环节,直接关系到企业的生产效率及核心竞争力,对于占数控加工时间最长的圆角或曲面的加工工艺研究是非常必要的。本文对圆角零件的数控加工工艺进行探讨,以数控技能中级工考证难度较大的零件为例,根据该零件的特征及精度要求,对零件的总体加工工艺进行分析,并对圆角部分的加工方法进行对比分析,最终探索出一套比较高效的加工工艺,完成该零件的加工。     

旧机床数控化再制造案例研究

从再制造和绿色度的概念出发,介绍了机床数控化再制造的一般方法。详细阐述了C5225立式车床数控化再制造的方案,包括采用电主轴、更换电动刀架、选配数控系统、实现半闭环伺服驱动等。对案例进行了技术可行性分析,得出了数控化再制造可行的结论。     

薄壁类内花键齿轮零件的加工工艺优化

介绍了大马力拖拉机中薄壁类内花键齿轮零件加工工艺的优化过程,分析了在实际加工该零件的过程中遇到的装夹困难与变形等问题,找到了加工中的难点和瓶颈,阐述了薄壁类内花键齿轮零件的加工工艺方法.经过不断的试制实践,工艺方法的改进,从根本上了解决了该类零件的难加工问题.     

高温合金薄壁盘复杂零件加工变形控制方法

薄壁盘由于材料刚性较差等原因难以确保零件加工精度，容易引起变形，对此，提出了高温合金薄壁盘复杂零件加工变形控制方法。分析零件加工过程中产生的变形因素，包括夹装方式、刀具性能参数、工件自身因素、机床定位精度不够以及温度控制不佳等；确立所有工序历史误差源集合，生成误差传递矩阵，构建变形误差源诊断模型；针对不同误差源，提出针对性控制方法，通过最小二乘多项式拟合算法计算让刀误差，并对其补偿；通过有限元分析法建立工件几何模型，设立刚度控制函数，弥补工件自身缺陷；针对机床定位精度和温度分别设计控制函数，实现零件加工变形的综合控制。实验结果表明，所提方法明显减少了零件加工变形现象，保证了切削力平稳，提高了零件质量。     

Evaluating Multiple Feature-Based Machining Methods Using an Activity-Based Cost Analysis Model

For a designed part, if different sets of features are used for machining, the manufacturing costs may vary. In this research, the different manufacturing costs for the different feature-based machining methods are analyzed using an activity-based cost model. First, the activities required for machining a set of features are analyzed. Second, the activity-related cost for each activity is evaluated based on a consistent time scale. The summation of costs of the activities equals the manufacturing cost for producing the part. Finally, the different manufacturing costs corresponding to the multiple feature-based machining methods are evaluated. The set of features that can be machined with the lowest manufacturing cost is considered a good way to produce the part. Example parts are tested and discussed.     

基于复合加工特征的航空结构件频响快速预测

航空结构件作为飞机中占比最大的零件，具有大尺寸、多槽腔、弱刚性和高材料去除率等特点，如何在保证加工过程稳定的前提下高效去除结构件材料是航空结构件加工的一大瓶颈问题，零件频响的快速预测是选择高效切削参数的前提。通过对典型航空结构件加工特征的分类和提取，构建了“槽腔-筋”复合加工特征，建立了其参数化的频响特性分析模型，并计算了复合加工特征若干刚度薄弱点的频响特性。将其与复合加工特征零件、整体零件相应位置的频响函数进行对比，结果表明模型预测精度满足要求，验证了使用复合加工特征模型频响特性代替整体零件模型频响特性的可行性。同时，复合加工特征有限元模型的自由度数量远小于整体零件有限元模型自由度数量，充分体现了所提出的方法预测结构件频响的快速性。     

Development of an Integrated Laser-Based Reverse Engineering and Machining System

Reverse engineering technology plays an important role in a variety of manufacturing applications. It significantly reduces the production lead time and the costs of the part duplication processes. This paper evaluates the feasibility of using reverse engineering and concurrent engineering methods with data obtained from state-of-the-art laser scanning to remanufacture complex geometrical parts. Two aircraft structural components were evaluated in this study: a forward latch fitting of a C 141 and a leading edge rib of an F-15. The first phase of this project, accuracy characterisation of a reverse engineering system, demonstrated that laser scanning and CAD model reconstruction can duplicate aircraft structural components accurately and efficiently, within a tolerance of ±0.127 mm (0.005 in). The second phase of this project, development of a concurrent engineering system, showed that an integrated reverse engineering and CAM machining system can make the entire remanufacturing process more automatic and efficient, further reducing part turnaround time. RID=" ID=" <E5>Correspondence and offprint requests to</E5>: Dr J. Chow, Department of Industrial Engineering, Florida International University, Miami, FL 33196, USA. E-mail: chow&commat;eng.fiu.edu     

Machining distortion minimization for the manufacturing of aeronautical structure

The distortion of machined parts is a major concern in the manufacture of aeronautical monolithic structures. We investigated the influence of material removal partition on residual stress in high-strength aluminum alloy parts to minimize machining distortion. In the present study, a methodology of minimizing machining distortion based on an accurate cross-sectional residual stress determination is presented, which can be applied to avoid or minimize part distortions in advance by adapting machining strategies or process conditions. A powerful contour method was used first to measure bulk residual stress within the blank. Next, a finite element model was applied to predict machining distortion based on measured residual stress for analyzing part distortion. Finally, experimental verification was provided by comparing measured distortion and predicted distortion by the finite element analysis. This simulation showed that part distortion is mainly affected by the partition of material removal in T-shaped components. Our results also indicate that distortion can be minimized by optimizing the partition of material removal to ensure a symmetrical distribution of residual stress in the part so that the residual stress-induced bending moment could reach self equilibrium.     

四轴零件特征及其典型零件的数控加工

分析了四轴零件的结构特征、工艺特点以及应用场合,融合四轴加工策略,编排了典型四轴零件的数控车削和数控铣削的复合加工工艺,并完成了零件的数控编程和加工。     

知识驱动的加工产品数字孪生拟态建模方法

对加工过程的实时观察、分析和控制是优化零部件加工策略的重要组成部分。通过融合几何状态、物理状态和设备状态变化等多维、实时的加工过程数据,可以实现对加工过程的建模和监控。数字孪生模型是数字孪生系统的核心与基础。但是,目前还缺乏一种系统且能自适应开发高保真、多尺度、多维加工数字孪生建模方法,以辅助系统进行分析与决策。提出了一种知识驱动的加工产品数字孪生拟态建模方法,可以在加工过程中自适应地构建产品数字孪生模型。该模型可根据加工过程自适应的变化,实时表达加工过程中的产品,为数字孪生决策系统提供数据支持。最后在一个航天零件的加工过程中测试了该方法,验证数字孪生拟态模型在加工中应用的可行性。