基于神经网络遗传算法的磁粒研磨TC4材料工艺参数优化

目的利用磁粒研磨光整加工技术提高TC4材料的表面质量,使用BP神经网络建立加工工艺参数和表面粗糙度之间的关系,使用遗传算法寻找最优工艺参数组合。方法使用双级雾化快凝法制备的金刚石磁性磨料对TC4材料工件进行L9(34)正交试验,借助Matlab软件建立结构为4-12-1的BP神经网络,根据正交试验结果训练BP神经网络,探究工艺参数主轴转速n、加工间隙δ、进给速率v、磨料粒径D和表面粗糙度Ra之间的关系。使用决定系数R2评判BP神经网络训练结果,基于训练好的BP神经网络使用遗传算法对工艺参数进行全局寻优。使用计算得到的优化工艺参数进行试验,并测量工件表面粗糙度,与计算得到的表面粗糙度做对比。结果BP神经网络的预测误差在1.5%以下,通过决定系数R2优化的模型可在训练样本较少的情况下进行有效可靠的预测。遗传算法优化的结果,在主轴转速为1021.26 r/min、加工间隙为1.52 mm、进给速率为1.04 mm/min、磨料粒径为197.91μm下,获得最佳表面粗糙度,为0.0951μm。使用调整后的工艺参数,在主轴转速为1020 r/min、加工间隙为1.50 mm、进给速率为1.0 mm/min、磨料粒径为196μm下,试验得到的表面粗糙度为0.093μm,与计算得到的最佳表面粗糙度误差为2.21%。结论采用磁粒研磨光整加工技术与寻优参数结合,可以有效提高TC4材料加工后的表面质量。     

双级雾化快凝磁性磨料制备工艺系统的研制

为了获得混粉雾化快凝中的工艺参数,制备性能优良的球形磁性磨料,提高制备工艺系统的稳定性。通过对雾化快凝工艺的分析,设计了双级雾化器、设计了气力送混粉装置与控制系统、设计了雾化水冷室的结构与冷却供水系统。通过FLUENT流体分析软件,对双级雾化器在不同压力配比下的数值分析,模拟出在上级雾化压力为1.2MPa、下级雾化压力为2.5MPa时得到均匀的速度流场,保证雾化过程的持续性。在现有设计的基础上,通过实验验证了上述设备与工艺参数准确性,制备出了陶瓷硬质磨料颗粒牢固地镶嵌在铁基体表层的球形磁性磨料。     

CBN磁性磨料磁力研磨TC4钛合金工艺参数优化

为提高磁力研磨TC4钛合金的研磨效果,采用了一种新型CBN磁性磨料,通过正交试验法对磁力研磨TC4钛合金试验中各工艺参数进行优化,并通过试验评价新型CBN磁性磨料的结合强度和研磨能力。结果表明:优化工艺参数为:进给速度1mm/min、主轴转速1500r/min、加工间隙1mm和磨料填充量2.5g。在采用CBN磁性磨料和最优工艺参数组合下,钛合金工件经过30min研磨表面粗糙度从0.330μm下降到0.098μm,表面质量明显提高。研磨60min后磁性磨料未出现磨料脱落和破碎现象,磨料结合十分牢固。     

气-固两相流雾化喷嘴的磨损分析

目的为了解决雾化法磁性磨料制备过程中,雾化喷嘴容易发生冲蚀磨损而无法形成有效流场的问题,分析雾化喷嘴的冲蚀磨损机理,为雾化喷嘴的设计提供理论依据。方法选用Al2O3硬质磨料颗粒、Si C材料的喷嘴,运用理论分析与计算机模拟(CFD)相结合的方法,探究雾化喷涂冲蚀磨损的机理,并研究雾化压力与最大冲蚀磨损率的关系。结果运用理论分析,得出了雾化喷嘴的冲蚀磨损形式为脆性断裂与微切削两种。运用CFD计算机模拟分析,得出了雾化喷嘴的冲蚀磨损分布图,其冲蚀磨损率随着雾化压力的增加而增加。当雾化压力为3 MPa时,雾化喷嘴的最大冲蚀磨损率达到了5.3×10-7 kg/(m2·s);当雾化压力为5 MPa时,雾化喷嘴的最大冲蚀磨损率达到了1.3×10-6 kg/(m2·s),较3 MPa时增加了59%。结论可以采取将硬质磨料注入与雾化工序分离的方法来改进雾化喷嘴的结构,从而减少在制备磁性磨料过程中硬质磨料颗粒对雾化喷嘴内壁的冲蚀磨损。     

磁极开槽对磁粒研磨加工镍钛合金血管支架管材内壁表面质量的影响

目的 提高镍钛合金血管支架管材内壁的表面质量及磁粒研磨加工效率,研究开槽与不开槽磁极对磁粒研磨加工镍钛合金血管支架管材内壁表面质量的影响.方法 建立了有限元仿真模型,分别模拟了开槽磁极与不开槽磁极的磁感应强度分布情况.结合仿真结果,使用搭建的镍钛合金血管支架管材内壁磁粒研磨加工设备,分别采用开槽磁极和不开槽磁极进行镍钛...     

行程开关和接近开关在数控系统中的匹配设计

在数控机床上常用行程开关或接近开关作限位保护,要求数控系统设计上同一个接口上的引脚既能接行程开关,也能够接接近开关,设计上二者相匹配。从应用层面分析了行程开关和接近开关工作原理,设计出了一种二者匹配的数控系统接口电路并进行了实验验证,为数控机床位置检测设计和应用提供了根据。     

双喷嘴雾化水冷法制备磁性磨料及研磨性能

采用气固两相流双喷嘴雾化水冷法制备出球形、近球形的磁性磨料,并用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能谱仪(EDS)分别进行磁性磨料表面形貌的观察和表面元素的定量定性分析,在XK7136C型数控铣床平面磁力研磨装置上进行研磨性能分析。结果表明:气固两相流双喷嘴雾化水冷法制备的球形磁性磨料具有良好的研磨光整效果,磁性磨料在使用40 min后仍然具有良好的精密光整加工能力。     

基于Solidworks和ADAMS的牛头刨床导杆机构仿真分析

采用Solidworks软件建立了机构的三维实体模型,导入ADAMS并添加相应的约束,然后进行仿真、后处理,得到滑枕在X方向的位移、速度、加速度曲线和不同角速度所对应的滑枕位移曲线及导杆的摆角、角速度、角加速度变化曲线。通过对这些曲线进行分析证明了牛头刨床机构设计的合理性。Solidworks和ADAMS的结合使用将解决复杂模型在ADAMS/View环境下直接建模的困难,为机构的优化设计提供了参考。     

消除滑枕低头现象的机构研究与设计

分析了因滑枕重力而产生的加工误差,设计一套新型误差补偿机构。由陀螺仪和加速度传感器测量滑枕在竖直方向的角度动态变化,经A/D转换后输入计算机,然后经单片机AT89S52把控制信号传递给电液伺服阀和液压缸,液压缸带动垂直导向机构来补偿垂直方向的误差。这种补偿方法成本低,将加工误差控制在误差允许范围之内,提高了工件加工精度。     

基于响应面法的镍钛合金血管支架管材内壁磁粒研磨工艺参数研究

目的 研究磁粒研磨工艺参数对超细长镍钛合金血管支架管材内壁表面粗糙度的影响.方法 搭建镍钛合金血管支架管材内壁磁粒研磨加工实验设备,使用自由降落气固两相流双级雾化快凝磁性磨料制备方法,制备了铁基金刚石磁性磨料,对内径为1.0 mm、外径为1.2 mm、长度为1800～2000 mm的镍钛合金血管支架管材内壁进行磁粒光整加工.以表面粗糙度为评价指标,设计4因素3水平的响应曲面实验,探究管材旋转速度、磁极进给速度、磨料填充量和磨料粒径对表面粗糙度的影响规律及其相互作用关系,并建立4个工艺参数关于表面粗糙度模型的回归模型.使用Design-Expect 12软件对工艺参数进行优化,得到最优工艺参数组合,并加以试验验证回归模型的准确性.结果 根据响应面分析结果,管材旋转速度与磁极进给速度、管材旋转速度与磨料填充量以及管材旋转速度与磨料粒径,对表面粗糙度的交互影响作用显著.以表面粗糙度为评价指标,各工艺参数对表面粗糙度的影响因素大小排序为:管材旋转速度>磁极进给速度>磨料填充量>磨料粒径.以表面粗糙度值最小为目标,得到工艺参数组合为:管材旋转速度100 r/min,磁极进给速度5 mm/min,磨料填充量0.1 g,磨料粒径100.00μm.预测表面粗糙度Ra为0.101μm,试验实际表面粗糙度Ra为0.112μm,实际值与预测值的误差为10.9％.结论 使用磁粒研磨法对镍钛合金血管支架管材内壁进行光整加工,解决了超细、超长的镍钛合金血管支架管材内壁的光整加工问题.响应曲面法可对镍钛合金血管支架管材内壁磁粒研磨工艺参数进行优化,建立的表面粗糙度模型具有良好的预测能力,对实际工程应用具有指导意义.