旋转角度优化下的五轴数控机床后置处理算法

针对五轴数控机床（CNC）在运行过程中旋转轴角度偏移较大会影响刀具路径控制的问题,提出了旋转角度优化下的五轴数控机床后置处理算法。该算法首先对机床基本结构展开具体分析,使用Hausdoff距离获取机床实际加工曲面与差值曲面之间的匹配误差,并通过误差补偿方法对获取的误差实施补偿处理,依据处理结果完成机床旋转轴角度优化;然后,基于优化结果建立机床坐标系统,通过坐标的变换结果开发机床后置处理器并集成至相关软件中,实现机床的后置处理。实验结果表明,使用本文算法进行机床后置处理时效果较好。     

径向剃齿刀设计研究

剃齿是滚齿和插齿后的一种齿面精加工方法,是利用螺旋齿轮啮合原理进行加工的方法。在剃齿过程中同时产生齿向滑移和齿廓滑移,这两种滑移造成了既有切削又有挤压的综合剃齿过程。剃齿可以对齿轮的齿形、齿向进行修形,形成所需的鼓形量,达到降低噪声、提高齿轮啮合性能和传动平稳性的目的。     

基于CATIA与VERICUT的数控加工仿真与优化

CATIA与VERICUT 2款软件相结合作为优化平台建立了集建模、加工、仿真与优化于一体的数控加工链,通过VERICUT对NC程序进行了仿真与优化,实例验证了优化的合理性,避免了生产加工中的碰撞、干涉、过切等现象,提高了数控机床的使用效率。     

不同预紧力下栓接结合部切向等效特性

由于栓接结合部对整体结构的动态特性影响很大,因此如何建立准确的等效动力学模型是必须解决的首要问题。根据整体结构的边界条件和连接条件,利用结构的对称性,将设计的模型等效为栓接结合部和一端带集中质量的匀质Timoshenko梁,考虑端部转动惯量效应和第2阶模态振型的特征,建立整体结构的栓接结合部切向等效动力学力学模型。根据Timoshenko梁的振型特征,利用不同预紧力下的模态实验获得整体结构的第2阶固有频率和阻尼比,辨识出栓接结合部切向刚度与阻尼参数随预紧力的变化规律。将辨识结果耦合到整体结构中,用获得整体结构的第2阶固有频率与实验进行比较,最大误差仅为1.05%,这说明辨识出的栓接结合部切向等效动力学参数是正确的。     

剃齿啮合的接触特性分析及中凹误差形成机理研究

探索剃齿过程中接触特性对齿形中凹误差的影响规律,对研究中凹误差形成机理具有重要的理论和实际意义。基于弹塑性理论和齿面承载接触分析技术(Loaded Tooth Contact Analysis,LTCA),构建力学模型分析不同载荷条件下剃齿啮合接触特性,阐述了中凹误差形成机理。应用有限元法明确了不同载荷条件下的齿面接触应力及齿廓弹塑性变形区域的划分,并与剃齿试验相比较。结果表明:随着载荷的增加齿廓上塑性变形区域随非线性增大;齿根部位较之齿顶所受的应力和变形量更大,峰值出现在节圆附近的中部位置,该区域最易出现塑性变形,同时随着剃齿低周啮合,塑性变形量不断累积,齿形误差复映,最终会在齿廓上出现明显的中凹误差现象;有限元仿真的接触应力和弹塑性区域划分结果可靠,试验验证理论分析及研究结论正确。     

电场诱导聚合物微结构成型研究及其新工艺探索

电场诱导聚合物流变成型技术作为一种新型的微纳米成型技术受到越来越多的关注。详细介绍了电场诱导作用下聚合物微结构的成型机理,得到了影响电场诱导实验的关键参数。在常温条件下通过在图形化的硅模板和基底之间施加电压使热固性聚二甲基硅氧烷(PDMS)流变成型,分析了聚合物黏度、电压和空气间隙对聚合物成型的影响。研究结果表明,增大PDMS的黏度、提高电压以及降低空气间隙有利于聚合物在电场诱导作用下成型。针对PDMS在电场诱导过程中成型质量欠佳的问题,提出了一种基于电场诱导的新工艺。该工艺将金属模板引入常规电场诱导实验中,使预突起的聚合物在电场作用下沿金属模板孔壁生长,从而形成了一种双层异形结构。用新工艺制备的双层异形微结构薄膜具有超疏水特性,其接触角达到150°。     

基于共轭贝叶斯估计的多品种小批量生产控制图研究

控制图可以有效地反映出一个制造过程是否处于稳定受控状态。控制图控制限的计算采用传统的频率方法,就需要用于估计的大样本容量。研究采用共轭贝叶斯方法对由传统频率法计算的上下控制限值误差进行修正。基于Bartlet检验、方差分析检验及数据标准化处理构造一个先验分布来计算控制限的过程分布参数的贝叶斯值。实例分析表明:当样本量较小时,共轭贝叶斯法比传统频率估计法具有更好的控制效果。     

可变抽样区间二元双抽样广义方差控制图

将可变抽样区间特性融入二元双抽样广义方差控制图,构建可变抽样区间二元双抽样广义方差控制图及其监控方法.采用马尔科夫链方法完成控制图调整的平均报警时间和平均报警时间性能指标的计算,进而建立用控制图参数设计的优化模型,并通过遗传算法完成模型求解.通过与可变抽样区间的二元广义方差合成控制图、二元双抽样广义方差控制图以及基于Cornish-Fisher修正的二元双抽样广义方差控制图的判异性能对比,验证该控制图的优势,并通过加工实例对性能优势进行进一步说明.     

剃齿啮合的接触特性分析及中凹误差形成机理研究EI北大核心CSCD

探索剃齿过程中接触特性对齿形中凹误差的影响规律,对研究中凹误差形成机理具有重要的理论和实际意义。基于弹塑性理论和齿面承载接触分析技术(Loaded Tooth Contact Analysis,LTCA),构建力学模型分析不同载荷条件下剃齿啮合接触特性,阐述了中凹误差形成机理。应用有限元法明确了不同载荷条件下的齿面接触应力及齿廓弹塑性变形区域的划分,并与剃齿试验相比较。结果表明:随着载荷的增加齿廓上塑性变形区域随非线性增大;齿根部位较之齿顶所受的应力和变形量更大,峰值出现在节圆附近的中部位置,该区域最易出现塑性变形,同时随着剃齿低周啮合,塑性变形量不断累积,齿形误差复映,最终会在齿廓上出现明显的中凹误差现象;有限元仿真的接触应力和弹塑性区域划分结果可靠,试验验证理论分析及研究结论正确。     

剃齿刀精确修形技术

针对标准渐开线剃齿刀剃出的齿轮会产生“齿形中凹”这一工艺难题,提出一种剃齿刀精确修形方法.对端面啮合角及剃齿刀实际修形位置曲率起始点的计算进行了研究,推导出剃齿刀修形位置计算公式,形成了剃齿刀精确修形技术.生产实践表明,该技术克服了现有剃齿刀修形技术的不足,通过计算能够较准确地确定剃齿刀修形的具体位置,不仅有效地消除了剃齿“齿形中凹”现象,而且提高了剃齿加工齿形的精度和被剃齿轮的传动质量,较好地满足了各领域齿轮传动技术的发展要求.