超声振动改善深孔镗削加工质量

深孔加工在航空发动机制造过程中广泛存在,由于其刚性弱,静态让刀量大,导致加工颤振和刀具磨损严重,使得其加工质量难以得到保证。超声振动切削作为一种特种切削加工手段,具有降低切削力,提高系统刚性和抑制加工颤振等优势。将超声振动应用于深孔镗削,进行了断屑条件验证,孔径误差测量,已加工表面粗糙度测量以及表面形貌观测等试验。试验结果表明,超声振动镗削能够有效缓解深孔镗削过程中的堵屑问题,减小孔径误差和表面粗糙度,抑制切削颤振,从而改善深孔镗削加工质量。     

飞机交点孔超声椭圆振动精密加工技术

针对常规方法加工30mm以上的飞机翼身交点孔存在动力不足、孔径精度差和表面质量不高等问题,采用超声椭圆振动镗削的方法,研制了超声椭圆振动镗削装置,并对30mm以上不同材料的翼身交点孔进行了镗削加工,取得了很好的工艺效果,充分体现了超声椭圆振动镗削技术在飞机交点孔加工中的优势。     

基于长短时记忆网络的深孔镗削刀具状态监测

镗削加工是机械加工领域中非常重要的一种加工手段,被广泛应用于大型零件的深孔加工过程中。但由于镗削加工的切削区域位于深孔内部,所以机床操作者难以对刀具状态做出准确的判别。针对这一问题,提出了基于深度长短时记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)网络的镗削刀具状态监测方法。通过对镗削过程的振动和声音信号采集,利用振动和声音信号的频域数据训练深度长短时记忆网络,建立了振动和声音信号与镗削刀具状态的映射模型。在深孔镗床上进行了模型测试试验。试验表明:深度长短时记忆网络模型对刀具状态有着较好的预测准确度。     

新型镗削装置的设计及性能分析

在深孔镗削加工过程中,随着加工工件孔长径比的增大,镗杆产生的振动也越来越大,导致普通深孔镗刀无法满足实际复杂工况的加工需求.为了降低镗杆的振动,进一步提升工件加工精度,在深入研究了深孔镗削的特点后设计了一种带支撑的新型镗削装置.该装置通过设置的可调节支撑,能在加工过程中起到固定和导向的作用,从而有效减小加工振动,提高加...     

深孔镗杆在推镗和拉镗时的ANSYS受力分析

深孔镗削是提高深孔加工精度的一种方法,它能校正己有孔上的缺陷,如圆度误差、直线度误差,从而获得良好的几何精度和表面粗糙度。深孔镗削的加工方式、运动形式、镗刀的轨迹方程和对镗削的受力分析是深孔镗削加工中各不稳定因素的渊源,在深孔镗削过程中,运用合适的镗削方式可以减小切削系统的振动。针对多刃均布式深孔镗刀,在推镗和拉镗方式下进行受力分析,并利用PRO/E建立镗杆几何模型并生成中性几何文件,通过ANSYS有限元法,计算出推镗和拉镗时镗杆产生的挠度以及最大应力应变曲线,将二者结果进行比较,证明在细长管时拉镗加工的优势。     

深孔镗削中镗杆直径对螺旋沟影响的模型和试验研究

在研究深孔镗削螺旋沟产生机理的基础上,对深孔镗削加工过程中镗杆直径对振动及螺旋沟的影响进行了理论分析及力学建模,并通过试验研究了增大镗杆直径对减小振动和抑制螺旋沟的积极作用.     

超声激振双刃镗刀精密深孔镗削的试验研究

通过切削试验研究了超声激振双刃镗刀镗削深孔的过程和效果,分析了超声激振双刃镗削的切削机理,讨论了切削参数对加工表面粗糙度的影响规律。     

超声波扭转振动镗孔装置设计

根据分离型振动切削原理设计了一种振动频率为20·7kHz、振幅为15μm的扭转振动装置。该装置由两个纵向换能器、两个纵向变幅杆、一个扭转变幅杆和支座组成,使用时将其安装在车床上,可对精密深孔进行超声振动镗削。     

吸振镗刀杆

在镗床上,利用平旋盘镗孔操作方便、可靠,但在镗削深孔和孔距大的多孔系工件时,需要在平旋盘上安装较长的镗刀杆。这时,镗刀杆处于悬臂梁状态,加上刀盘导轨的滑动间隙,使镗刀杆在镗削时振动大、稳定性差,从而造成被加工工件的几何精度低、表面粗糙度高,且容易产生扎刀。振动,是影响刀杆工作稳定性的关键因素。利用附加振动来改变刀杆的固有振动频率,是克服镗杆振动的简易有效方法。经多次试验证明,利用图     

细长孔阻尼抑制深孔镗削颤振的研究

针对深孔镗削加工中的颤振问题,设计了一套具有多个细长孔的双镗杆刀具系统结构,通过细长孔阻尼作用,抑制镗削加工过程中刀具系统的颤振。根据流体力学环形间隙流动以及细长孔阻尼理论,建立双镗杆刀具系统结构的数学模型,利用MATLAB进行数值模拟;利用Fluent软件对双镗杆刀具系统结构的内部流场进行仿真,得出流场域的阻力系数增大;建立镗削过程中的振动模型,运用Simulink对其进行动力学仿真得到振动时域图,直观显示了切削液流经具有多个细长孔的阻尼通道能有效抑制深孔镗削过程中的颤振。     

钛及钛合金的磨削工艺研究

针对钛及钛合金磨削加工难的特点,采用砂纸磨削及柔性模具加磨料的方法对钛及钛合金表面进行磨削加工,对表面质量、条纹深度、条纹宽度以及表面粗糙度随砂纸粒度的变化情况进行分析。结果表明,采用砂纸磨削的方法可以对钛及钛合金进行磨削加工,磨削表面质量良好,没有烧伤、裂痕等缺陷,表面粗糙度最低可降低到0.02μm,可以达到镜面的效果。     

难加工材料切削参数试验的可靠性评估

针对难加工材料干式切削的加工质量问题,将正交试验法和可靠性评估理论相结合,提出了难加工材料干式切削参数的优化及其加工质量可靠性的评估方法,初步探讨了加工表面原始粗糙度和加工后表面粗糙度的关系。试验证明:该方法能够保证特殊难加工材料的切削质量和切削参数优选值的可靠性,与加工表面原始粗糙度有交互作用的因素对工件表面粗糙度的影响较小,对加工具有指导意义。     

SOI压阻传感器的阳极键合结合面检测

由于当前绝缘体上硅(SOI)压阻传感器芯片的封装质量仍依赖人工检测,本文提出了一种自动实现该项检测的视觉检测方法。分析了压阻传感器的工作原理,研究了芯片定位精度和结合面质量对传感器性能的影响。以传感器性能和质量为导向,提出了一种以中心定位偏差和键合面结合度为检测点的封装结合面检测方法。该方法通过对Hough圆检测效果和实际图像的分析完成定位精度的检测;基于对传感器质量影响因素的分析和气泡面积的统计实现结合面质量的检测。在传感器实际制造封装过程中对该视觉检测算法进行了实验验证。结果表明:该方法能识别的结合面上的最小气泡直径为6μm;玻璃内孔半径检测误差约为0.015mm.。本文提出的基于视觉检测的方法基本满足了压阻传感器封装对结合面检测的要求,有助于实现封装质量的自动化检测。     

面齿轮磨削加工工艺参数的优化

基于磨削面齿轮工艺参数的分析,在满足产品质量要求和磨削加工条件等设计约束的前提下,建立了以磨齿效率和表面质量为目标函数的多目标优化数学模型。将内点罚函数法与遗传算法相结合用于该数学模型的优化计算,获得了三组最优的磨削用量方案且三组方案均能使磨齿效率和表面质量得到较大提高。根据优化后的结果设计并完成了工艺实验,实验结果也验证了该方法的正确性、有效性和实用性。     

基于混合响应面的多目标稳健设计

在大部分的实际工程优化问题中,产品质量特性与不确定性因素的关系是未知的或复杂的。为此提出了一种基于混合响应面技术的多目标稳健优化设计。该方法首先利用多项式响应面以及神经网络构造产品质量特性的显性表达式。在考虑目标函数以及约束稳健性的前提下,结合多目标技术中模糊偏好的方法设计权重,从而得到稳健设计的精确解。该方法解决了基于近似技术的稳健设计中计算精度与计算效率之间的矛盾。通过对双杆衍架结构进行算例分析,证明了该方法的可行性。     

Study on laser cladding remanufacturing process with FeCrNiCu alloy powder for thin-wall impeller blade

The main objective in machining processes is to produce a high-quality surface finish which, however, can be measured only at the end of the machining cycle. A more preferable method would be to monitor the quality during the cycle, what result a real-time, low-cost, and accurate monitoring method that can dynamically adjust the machining parameters and keep the target surface finish. Motivated by this premise, results of investigation on the relationship between emitted sound signal and surface finish during turning process are reported in this paper. Through experiments with AISI 52100 hardened steel, this work shows that such a correlation does exist presenting strong evidences that Mel-Frequency Cepstral Coefficients, extracted from sound energy, can detect different surface roughness levels, what makes it a promising feature for real-time process quality monitoring methods.     

非电参数对非导电工程陶瓷电火花磨削效果的影响

开发了一种新的非导电工程陶瓷电火花磨削工艺,对不导电的A1203工程陶瓷进行了加工实验研究,给出了一些非电参数对材料去除率和工件表面粗糙度的影响规律,并进行了理论分析.结果表明,非电参数在该加工工艺中起到举足轻重的作用,设置合理可以大大提高材料去除率,并能改善工件表面质量.     

Face Grinding Surface Quality of High Volume Fraction SiCp/Al Composite Materials

The existing research on SiCp/Al composite machining mainly focuses on the machining parameters or surface morphology.However,the surface quality of SiCp/Al composites with a high volume fraction has not been extensively studied.In this study,32 SiCp/Al specimens with a high volume fraction were prepared and their machining parame-ters measured.The surface quality of the specimens was then tested and the effect of the grinding parameters on the surface quality was analyzed.The grinding quality of the composite specimens was comprehensively analyzed taking the grinding force,friction coefficient,and roughness parameters as the evaluation standards.The best grinding parameters were obtained by analyzing the surface morphology.The results show that,a higher spindle speed should be chosen to obtain a better surface quality.The final surface quality is related to the friction coefficient,surface roughness,and fragmentation degree as well as the quantity and distribution of the defects.Lower feeding amount,lower grinding depth and appropriately higher spindle speed should be chosen to obtain better surface quality.Lower feeding amount,higher grinding depth and spindle speed should be chosen to balance grind efficiently and surface quality.This study proposes a systematic evaluation method,which can be used to guide the machining of SiCp/Al composites with a high volume fraction.     

Combined quality loss (CQL) concept in WPCA-based Taguchi philosophy for optimization of multiple surface quality characteristics of UNS C34000 brass in cylindrical grinding

The present study highlights a multi-objective optimization problem by applying Weighted Principal Component Analysis (WPCA) coupled with Taguchi method through a case study in cylindrical grinding of UNS C34000 Medium Leaded Brass. The study aimed at evaluating the best process environment which could simultaneously satisfy multiple requirements of surface quality. In view of the fact that traditional Taguchi method fails to solve a multi-objective optimization problem, to overcome this limitation, WPCA has been coupled with Taguchi method. Furthermore, to follow the basic assumption of Taguchi method, i.e., quality attributes should be uncorrelated or independent; which is not always satisfied in practical situation; the study applied WPCA to eliminate response correlation and to evaluate independent or uncorrelated quality indices called principal components which were aggregated by WPCA to compute overall quality index denoted as Multi-Response Performance Index. A combined quality loss was then estimated which was optimized (minimized) finally. The study combined WPCA and Taguchi method for predicting optimal setting. Optimal result was verified through confirmatory test. This indicates application feasibility of the aforesaid methodology proposed for multi-response optimization and off-line control of correlated multiple surface quality characteristics in cylindrical grinding.     

响应面法与粒子群算法集成的激光熔覆工艺参数优化方法

为制备高质量的熔覆层,保证再制造机械零部件再服役寿命,提出了一种响应面法与粒子群算法集成的激光熔覆工艺参数优化方法。该方法以熔覆层质量为优化目标,以工艺参数为优化变量,基于实验结果构建工艺参数与熔覆层质量间的响应面近似数学模型,使用粒子群算法对优化问题进行求解得到最优工艺参数组合。最后通过激光多道熔覆实验进行验证,结果表明该方法优化后的工艺参数能够有效改善熔覆层质量,进而节约实验成本、提高生产效率。