选择性激光熔化激光快速成型铺粉装置设计

叙述了利用现有条件,自行设计、制造的一套铺粉装置的基本组成和工作原理;论述了铺粉装置设计中的若干关键技术,如活塞导向装置设计、缸体结构设计,刮板的材料选择及结构设计等。该铺粉装置已成功应用于实际加工,取得了良好的铺粉效果。     

IN718镍基高温合金粉末的铺粉均匀性

在不同刮板移动速度(28.23,63.55,91.11,125.25 mm·s^-1)下对IN718镍基高温合金粉末进行铺粉，粉层厚度分别为0.3,0.5,0.7,0.9 mm。采用自制铺粉均匀性测试装置收集粉层不同位置相同体积的粉末并称取其质量，通过计算质量标准差研究了刮板移动速度和粉层厚度对铺粉均匀性的影响。结果表明：粉层的质量标准差随刮板移动速度或粉层厚度的增加而增大，说明铺粉均匀性变差，刮板移动速度对铺粉均匀性的影响更大；获得最佳铺粉均匀性的工艺参数组合为刮板移动速度28.23 mm·s^-1、粉层厚度0.3 mm。     

选择性激光烧结铺粉辊设计与成型质量研究

在选择性激光烧结工艺中,铺粉效率以及粉末密度将直接影响烧结成型件的成型效率和质量。为了提高铺粉的质量,对铺粉装置进行了分析比较,提出了一种新的铺粉方案,首先,对铺粉装置的结构进行改进,并对改进后的铺粉装置进行运动学分析,建立了粉末颗粒在铺粉辊作用下的受力模型;然后,通过对该模型进行理论分析,得到影响铺粉质量的主要参数有铺粉辊的半径、粗糙度、自转的方向及刮板和铺粉辊的平移速度;最后,以改进铺粉装置之后的激光烧结设备为试验平台,进行试验研究,结果表明改进后的铺粉装置对成型件的成型质量有提升作用,并得出随着铺粉辊平移速度的增大,成型件的尺寸精度会先增大后减小。     

选择性激光熔化铺粉装置的优化设计北大核心

叙述了新设计的铺粉装置的工作原理。介绍了铺粉装置设计中的两点改进:铺粉刮刀的设计和落粉盒的设计。该铺粉装置将原有的两缸工作模式改为单缸工作模式,使用落粉盒进行粉末供给,从而减小设备体积,降低设备成本。已成功应用于实际制造。     

选区激光烧结设备成型缸传动系统及铺粉精度的研究

成型缸传动系统是影响选区激光烧结铺粉精度的关键因素,根据铺粉工艺过程,确定成型缸传动系统总体方案,并建立传动系统模型.根据铺粉参数要求,详细介绍了传动系统动力参数的计算及步进电机的选用.最后对传动系统进行了静态定位误差的分析,以确保选区激光烧结设备铺粉精度符合要求.     

激光烧吉快速成型铺粉辊筒运动分析

研究固体粉末激光选择性烧结快速成型的铺粉装置中辊筒的运动轨迹，及烧结粉末在辊筒的推动作用下流动过程，从理论上推导出粉末流动的剪切羰的位置。阐述铺粉过程中辊筒逆向滚动对提高粉末层密度的有利效应，为能够烧结出高质量制品提供了理论依据。     

上供粉激光烧结装置的研究及应用

从料缸供粉铺粉车单向铺粉的基础上,根据快速成型的需求,提出了上供粉双向铺粉的设计思路,对上供粉结构与铺粉系数关系进行研究及应用.通过对成型材料的性能分析,得出供粉装置的材料选用及后处理办法,通过试验证明方案的可行性.从成本和占用空间的思路出发,单缸替代双缸的设计思路,降低了生产制造成本,缩小了设备体积,方便了设备的运输.并通过激光烧结成型过程中的反复测试及分析,根据分析数据获得了合理的铺粉系数,使得成型过程中高效铺粉,快速成型.通过供粉缸铺粉与上供粉结构的对比分析,结果表明上供粉从结构和成型时间上取得了优势,简化了设计结构,提高了成型效率.     

选择性激光熔化铺粉装置的优化设计

叙述了新设计的铺粉装置的工作原理。介绍了铺粉装置设计中的两点改进:铺粉刮刀的设计和落粉盒的设计。该铺粉装置将原有的两缸工作模式改为单缸工作模式,使用落粉盒进行粉末供给,从而减小设备体积,降低设备成本。已成功应用于实际制造。     

激光选区熔化的自动铺粉机构设计与应用

激光选区熔化技术大多采用导轨-滑块的形式实现铺粉动作,因金属粉末极细容易污染传动副,造成设备卡顿故障,影响加工精度等。为解决以上问题,设计一种基于平面四连杆机构的铺粉机构。该机构采用平面双摇杆的原理,通过电机驱动主动杆运动,带动双摇杆往复摆动,再带动铺粉刮刀往复运动,实现铺粉。利用有限元软件对该机构进行仿真分析,并拓扑优化设计,得到合理的零部件。经大量试验验证表明：该机构结构简单,克服了粉末污染传动副问题,传动稳定性好,对铺粉面有自压紧作用。此外,刮刀更换方便,可适用于单向或双向铺粉,适用性较强。     

改进刮板式送粉器用于激光直接金属沉积成形

为提高直接金属沉积工件的成形质量，对使用较普遍的转盘刮板式送粉器送粉不均匀的问题进行了分析，并提出了改进方案，即采用弹簧浮动式压紧装置保证落粉口和转盘之间的间距恒定，提高出粉的均匀度。选用18～75um的Fe基进行了数据测定，并用此改进送粉器进行了激光直接金属沉积成形的实验，获得了理想效果。     

基于多体系统理论的汽车凸轮轴磨削几何误差建模与辨识技术理论研究

针对汽车凸轮轴磨削加工中存在的精度问题,从提高MKS8332A数控凸轮轴磨床几何精度出发,以达到提高凸轮轴磨削精度和加工效率为目的进行了相关研究。运用多体系统运动学理论,分析并建立了该磨床磨削高精密凸轮轴过程的几何误差模型,推导出了该磨床精密加工运动约束条件方程;在多体系统理论误差参数辨识模型基础上,结合球杆仪测量原理所提出的辨识方法,能够很好地对该磨床的几何误差参数进行辨识;在此基础上研究了精密数控指令和逆变凸轮廓形的求解算法、理想数控指令的生成方法、砂轮轮廓误差的计算方法;最后给出了凸轮廓形曲线的拟合方法和刀具路线的计算方法。      

绕出驱动链轮处刮板输送链张力计算

绕出驱动链轮处刮板输送链张力的计算与刮板输送链的强度计算有关。根据刮板输送链在驱动链轮上不跳齿及脱链流畅的要求。将无载分支的刮板输送链的中心线视为抛物线。近似计算并确定绕出驱动链轮处刮板输送链张力。并给出了算例及测量方法。为水平埋刮板输送机的设计及安装提供理论基础。     

扭摆测量微冲量的计算方法

建立了扭摆测量微冲量的简便计算方法,在给定力参数条件下,分析了扭摆的运动过程,得到了误差的计算公式.通过分析力的作用时间和波形对误差的影响,给出了现有扭摆系统下该计算方法的适用范围.计算结果表明,当扭摆振动周期大于力的作用时间的12.8倍时,该计算方法的误差小于1%.其方法的建立为扭摆测量微冲量提供一种简便实用的方法.     

机载成像系统像移计算模型与误差分析

研究了机载成像系统的像移及其对成像质量与相机分辨率的影响。为准确获取像移矢量,实现成像系统像移补偿,提出了一种基于坐标变换的机载成像系统像移计算模型。通过线性坐标变换,建立了从地面目标景物到成像系统像面的坐标变换模型,推导了地面目标景物在成像系统像面的解析表达式,根据坐标在相机积分时间内的变化来确定像移矢量。分析了成像系统像移误差的主要来源,讨论了载机轨道坐标、飞行姿态角和相机视轴角误差对像移计算结果的影响,采用蒙特卡罗方法分析和统计了像移计算误差。样本实验结果表明,在载机姿态角和相机摆角不变条件下,像移量与载机速度成正比,与目标距离成反比,像移误差随着参数误差的增加而增加,其中载机经度和纬度误差是影响像移计算误差的重要因素。结果显示本文方法对机载成像系统的像移补偿具有实用价值。     

面向激光跟踪仪跟踪恢复的伺服运动角度计算方法

为了解决激光跟踪仪跟踪恢复过程中快速精确的获取伺服运动角度问题,提出了一种面向激光跟踪仪跟踪恢复的伺服运动角度计算方法。首先阐述了基于主动红外探测的激光跟踪仪跟踪恢复原理与合作目标靶球视觉目标检测特点,并分析了跟踪恢复过程中光轴视轴非共轴不平行问题所导致的伺服运动角度非线性变化问题;其次,构建了目标距离、目标像素偏差值与伺服运动角度关系的计算模型,完成了基于整定数据的模型参数整定;最后,开展了验证实验并进行了精度分析。实验结果表明,计算模型得到的跟踪恢复角度与实际跟踪恢复角度差值不大于0.007 7°,最大偏移距离误差小于2 mm,满足激光跟踪仪跟踪恢复的应用要求。     

机床夹具设计中定位误差的分析计算

分析了定位误差的几种常见计算方法,重点对合成法计算中基准不重合误差的计算做了深入的研究,通过对特例的分析,得出了一般性的结论.这个结论的使用使合成法计算定位误差大大简化,减少了出错率,同时提高了计算效率.     

航相机像移补偿计算的坐标变换方法

由于航空、航天照相要求的分辨力愈来愈高,对像移补偿系统的要求愈来愈高.要求对产生像移速度的诸因素考虑得更为全面,也就是影响像移速度的诸因素的测量精度和像移速度的计算模型要更精确.本文应用坐标变换方法进行了航相机的像移补偿计算.首先归纳了航空航天相机(简称航相机)中像移补偿的原理、技术途径和实现方法.其次给出航相机光学系统和运动形式的齐次坐标变换,实现了像移补偿计算模型的各个基本要素,从而提出了像移补偿计算的一般数学模型,此模型适用于各种航相机的像移速度和像移补偿计算.再次,对应用坐标变换方法进行像移补偿计算作了详细归纳,最后简单讨论了对像移速度矢量公式的简化方法和像移补偿误差计算方法,以期得到满足计算精度的简化表达式.通过计算模型四个环节的变化,可以将此方法应用到各类航相机像移补偿系统.     

Algorithm for detecting volumetric geometric accuracy of NC machine tool by laser tracker

Quick and accurate detecting the error of NC machine tool and performing the error compensation are important to improve the machining accuracy of NC machine tool.Currently,there are many methods for detecting the geometric accuracy of NC machine tool.However,these methods have deficiencies in detection efficiency and accuracy as well as in versatility.In the paper,a method with laser tracker based on the multi-station and time-sharing measurement principle is proposed,and this method can rapidly and accurately detect the geometric accuracy of NC machine tool.The machine tool is controlled to move in the preset path in a 3D space or 2D plane,and a laser tracker is used to measure the same motion trajectory of the machine tool successively at different base stations.The original algorithm for multi-station and time-sharing measurement is improved.The space coordinates of the measuring point obtained by the laser tracker are taken as parameter values,and the initial position of each base point can be determined.The redundant equation concerning the base point calibration can be established by the distance information of the laser tracker,and the position of each base point is further determined by solving the equation with least squares method,then the space coordinates of each measuring point can be calibrated.The singular matrix does not occur in calculation with the improved algorithm,which overcomes the limitations of the original algorithm,that the motion trajectory of machine tool is in a 3D space and there exits height difference between the base stations.Adopting the improved algorithm can expand the application of multi-station and time-sharing measurement,and can meet the quick and accurate detecting requirements for different types of NC machine tool.     

刮板输送机系统机电耦合模型及仿真分析

根据刮板输送机机械系统与控制系统之间的耦合关系,推导出刮板输送机的非线性状态空间机电耦合方程,采用MATLAB/Simulink模块建立刮板输送机的仿真模型,对刮板输送机系统的机电耦合动力学问题进行仿真和研究;采用等效变化载荷质量分析刮板输送机在空载启动、平稳运行、载荷突增以及卡链工况下的刮板链速度、电磁转矩的特性曲线,得到了启动时两链轮的转角曲线。结果表明,驱动链轮与从动链轮启动时转角差约为85°,从动链轮启动旋转较驱动链轮滞后约0.8s。研究结果为研究刮板输送机不同工况、载荷下的转矩、速度变化以及计算链轮张紧度提供了理论和数值依据。     

双柔性平行六连杆微动平台结构的设计及测试

采用直圆型柔性铰链设计了承载能力较大的双柔性平行六连杆微纳定位平台,并对其性能进行了测试。基于柔性铰链经典刚度公式计算了直圆型柔性铰链转动刚度,推导了双柔性平行六连杆微动平台在运动方向的整体刚度函数;建立了平台的动力学模型,得到了平台的固有频率解析式。基于静动态特性优化设计了双柔性平行六连杆微纳定位平台,得到了平台的优化参数。基于激光干涉仪和多普勒激光测振仪建立了平台的静动态特性测试系统。对微纳定位平台进行了试验和测试,结果显示:刚度的理论计算值为7.92N/μm,试验值为7.44N/μm,误差为6.5%;固有频率的理论模型值为349.9Hz,实验值为342.2Hz,误差为2.3%。空载和加载为250、500、2 000、2 250、2 500g时的平台位移表明加载不均匀会对平台输出位移产生较大的影响,当加载为2 500g时,不均匀加载对位移的影响量约为均匀加载的5倍。此外,平台最大位移为56.59μm。重复定位精度测试显示,在施加电压50、100、150V时,定位平台在同一输入电压下的位移最大偏差为0.896μm。实验结果表明,建立的双柔性平行六连杆的刚度和固有频率计算模型是正确的,设计的微动平台的最大位移及精度可满足设计要求。