铸造

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李克锐, 李增利, 崔宇, 卫东海, 陈昭

铸造. 2022, 71(2): 123-135.

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介绍了我国铸铁业发展现状,我国铸铁业在企业数量和铸件产量方面都处于主导地位,材质结构持续改善,质量稳步提升,技术含量和附加值逐步提升。分析了我国铸铁业特别是“十三五”以来取得的重要进展,铸铁材质强度、塑性和韧性持续提高,铸铁生产技术和检测控制取得长足进步,铸铁件在高铁、核电、机器人等战略新兴产业领域的应用范围逐渐扩大。最后,展望了铸铁生产技术发展趋势,铸铁行业在未来有着光明的前景。

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气雾化制备金属粉末的研究进展及展望

关书文, 刘世昌, 时坚, 高鹏, 魏彦鹏, 成京昌, 于波

铸造. 2022, 71(2): 136-142.

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金属粉末作为增材制造的关键原材料,其品质很大程度上决定了产品最终质量。气雾化制粉技术所制备的粉末具有粒度细小、球形度高、氧含量低等优点,已成为增材制造高性能金属构件的主要原材料。本文综述了气雾化制粉技术的基本原理与特点,总结了近年来气雾化制粉用喷嘴结构类型、气体流场结构与仿真模拟、粉末质量调控及工艺参数控制等方面的研究进展,并对气雾化制粉技术的发展前景进行了展望。

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燃气轮机涡轮叶片制造工艺现状及发展方向

崔慧然, 冯相如, 任建伟

铸造. 2022, 71(2): 143-150.

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航空发动机和燃气轮机,被誉为工业“皇冠上的明珠”,其涡轮叶片的制造工艺是典型的高科技、高附加值技术。本文概括阐述了近年来铸造涡轮叶片材料和构型的发展现状及未来发展方向,结合现阶段产品介绍了涡轮叶片的制造工艺特点现状,归纳论述了涡轮叶片制造工艺难点,并对涡轮叶片新材料的发展和制造工艺革新进行了展望。

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激光熔覆工艺参数对铜/钢双金属复合材料组织的影响

缪喆宇, 高义民, 王怡然, 施庆峰, 亓云飞

铸造. 2022, 71(2): 151-157.

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铁路道岔部件的Q235钢制滑床板在服役时需要人工涂油减摩,造成极大的人力物力浪费。采用具有自润滑性能的铜基材料与钢铁材料复合,制备铜/钢双金属复合材料,可以实现减摩耐磨耐蚀功能,作为滑床板材料具有极大的应用前景。通过激光熔覆技术可以高效制备铜/钢双金属复合材料,而激光熔覆参数对材料性能具有重要的影响。研究了激光熔覆工艺参数对熔覆层界面组织的影响,对不同的激光功率、扫描速率参数进行了分析。研究结果表明,在粉胶比为1∶1、预置粉末厚度为1 mm时,选择激光功率1 000 W,激光扫描速率1000mm/min时,熔覆层组织最佳,其表面组织为α-铜相与Fe₈CuS弥散相,界面处组织为α-铜相、富铁相与Fe₈CuS弥散相,界面冶金结合良好。

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碳化物形式对多组元铁合金高温摩擦磨损性能的影响

新巴雅尔, 孙思意, 辛英臣, 卜凡, 张志广, 牛耀鹏, 常敏

铸造. 2022, 71(2): 158-163.

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多组元铁合金耐磨材料主要应用于热轧辊,其磨损失效主要形式为高温钢坯与轧辊的相对运动造成。制备了4种不同成分的多组元铁合金,成分分别为0、1%、3%、5%的Mo,2.6%C、1%Si、5%Mn、7%V以及8%Cr,其余为Fe。使用HT1000高温摩擦磨损试验机在500℃条件下对该合金进行了磨损试验,采用XRD和SEM/EDS对不同Mo含量多组元铁合金中形成的碳化物形貌与种类对其高温磨损性能的影响规律进行了研究。研究表明:通过改变Cr、Mo及V的添加顺序,可控制各合金基体中析出的碳化物的种类和形貌,从而有利于高温耐磨性能的提升。

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PMO对GCr15轴承钢矩形坯心部微观组织及元素分布的影响

刘海宁, 李辉成, 李涛, 徐旋旋, 陈廷军, 徐智帅

铸造. 2022, 71(2): 164-170.

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为了改善220 mm×260 mm矩形GCr15轴承钢铸坯心部组织,提高元素分布均匀性,以稳定轴承产品质量,在凝固过程中利用脉冲磁致振荡(简称PMO)技术对铸坯进行处理。取样检测结果表明,相比未经过PMO技术处理的铸坯(对比坯),PMO处理坯的中心缩孔明显减小,凝固组织的初生相占比波动显著降低,C、Cr、Mn、Si元素含量的分布更加均匀。

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热处理对Bi变质AHS铝合金组织及力学性能的影响

邹慧

铸造. 2022, 71(2): 171-175.

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研究了热处理对Bi变质AHS合金组织及性能的影响。结果表明:AHS合金经Bi变质后,共晶硅组织形貌发生明显变化,由未变质时细长杆状、针片状转变成细小的蠕虫状、纤维状和颗粒状。当Bi含量为4%时,热处理后合金的抗拉强度和伸长率均达到最大值,分别为318 MPa和3.2%。与热处理后未变质合金的抗拉强度和伸长率相比,分别提高了38.26%和167%。合金的断裂方式为韧性断裂,Bi变质显著提高了AHS合金的综合力学性能。

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体育器材用TiAl₃/AlSi11Cu3铝合金组织和力学性能优化

刘朝猛, 吴懿姿

铸造. 2022, 71(2): 176-181.

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利用超声振动法制备体育器材用AlSi11Cu3铝合金,通过添加K₂TiF₆粉末原位反应生成TiAl₃增强相的方法对铝合金进行颗粒增强,研究了超声功率和颗粒增强对AlSi11Cu3铝合金微观组织和力学性能的影响。试验结果表明,最佳的超声功率为1 kW,超声振动和TiAl₃增强相的引入能明显细化铝合金组织,大幅提升铝合金的拉伸性能和硬度,抗拉强度、伸长率和硬度分别提升了33.9%、23.6%和38.8%,断裂特征由准解理断裂逐渐向韧性断裂转变。

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一种铸造用复合改性水玻璃粘结剂的研究

赵康博, 刘伟华, 徐科男, 宋来

铸造. 2022, 71(2): 182-186.

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以钠水玻璃作为粘结剂主体,为了进一步提高粘结剂的抗拉强度,对水玻璃进行了复合改性。首先通过对比试验确定了改性剂的种类,然后通过正交试验优化了粘结剂组分配比(质量比):钠水玻璃∶氢氧化钾∶氢氧化钠∶H剂∶三聚磷酸钠=1 000∶30∶40∶20∶15。改性后粘结剂的粘度为362.5 mPa·s,密度为1.59 g/cm³。在粘结剂加入量为(占砂重)4%,吹气时间为60 s的条件下,试样即时抗拉强度为0.19 MPa,24 h抗拉强度达到1.26 MPa。当吹气时间超过60 s,低于120 s,随着吹气时间的延长,试样的初始强度有所增强,24 h抗拉强度无明显下降趋势。复合改性对改善水玻璃砂抗“过吹”效果明显。该粘结剂发气量低,溃散性好,具备优良的综合工艺性能。

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TXSG-870涂料在解决消失模铸铁件鼓包缺陷中的应用

房敏, 付卫东, 赵勇

铸造. 2022, 71(2): 187-189.

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主要介绍了消失模铸铁件表面鼓包缺陷的原因及解决方法,通过采用TXSG-870特种涂料后,较好地解决了消失模铸铁件表面的鼓包缺陷,提高了铸件表面质量。该涂料具有良好的烧结剥离性,附着力很高,涂层强度高,烘干后很难被水浸润破坏等特点。

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铸造法制备U形孔的抽芯过程设计及改进

曹阳, 曲迎东, 李广龙, 张虹雨霁, 唐才宇

铸造. 2022, 71(2): 190-193.

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为实现利用铸造法制备模具随形冷却水道,对采用抽芯法制备U形弯孔的过程进行了详细研究,分析了U形弯孔各部分抽芯力的特点,并建立了抽芯力模型。分析发现抽芯力为U形弯孔的两个直线部分和弯曲部分与孔壁基体间产生的最大静摩擦力,抽芯力的大小严重制约着U形弯孔的总长度。为此本文将碳纤维孔芯材料拆分为三部分分别抽出,实现分段式抽芯制备U形弯孔。利用分段式抽芯法制备的U形孔材料的圆整度和粗糙度较直接抽芯法没有明显变化,而弯孔长度可以提升1.5倍以上。

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CAD/CAE/CAM技术在钛合金铸造中的应用

王彦鹏, 伞晶超, 倪嘉, 宁兆生

铸造. 2022, 71(2): 194-197.

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介绍了CAD/CAE/CAM技术在钛合金泵体铸造生产中的应用。通过对传统加工工艺和CAD/CAE/CAM技术对比,展现了后者在生产方式、检验效率及加工精度方面的技术优势。

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铝合金电机壳低压砂型铸造工艺设计

金延竹, 孙树臣, 王文权, 崔伟, 冯海舟, 黄海波, 詹健

铸造. 2022, 71(2): 198-202.

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以一款140 kW的铝合金水冷电机壳体做为研究对象,探讨了采用低压砂型工艺的电机壳的典型铸造工艺方案,并采用MAGMA软件进行工艺方案可行性的评估。结果表明,生产的电机壳体完全满足相关技术条件的要求。

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消失型芯撑在铁路货车钩体铸钢件中的应用

贾枝树, 樊超, 于大威, 张挨元, 王虎明, 宝喜庆, 马彦伟, 刘跃辉, 李卫国, 公冶铭哲

铸造. 2022, 71(2): 203-205.

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在钩体铸钢件生产过程中,发现钩身表面有使用刚性“U”形钢质芯撑形成的凹陷缺陷,不良品数量多,返工成本高。现探索使用一种常见性半硬型多孔可发性聚苯乙烯工程材料,热切成合适尺寸的实体块状结构,部分代替刚性“U”形钢质芯撑使用,钩体铸钢件在试制及批量化生产后,确认表面凹陷缺陷改善显著,取得了良好效果,现已推广应用于其他铸件生产中。

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船用铝青铜直角截止阀体的铸造工艺改进

苏磊, 刘春梅, 杨为勤

铸造. 2022, 71(2): 206-209.

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用于舰船上的直角式截止阀体,材质为铝青铜ZCuAl9Mn2,要求以4.0 MPa进行水压试验。介绍了铝青铜ZCuAl9Mn2的铸造特性。铝青铜阀体件铸造,因缺乏成熟的工艺模式,在试制过程中遇到了很大困难。首制时在水压试验中整批发生渗漏;在改进工艺后,生产的铝青铜阀体铸件在水压试验中仍然整批发生渗漏。经过不断铸造工艺优化,有效地解决了该阀体的渗漏难题,现已生产出多批质量良好的直角式截止阀体铸件。

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轨道交通K6侧架铸件铸造工艺设计与试制

张玉磊, 张纬, 张纯, 张文魁, 孟少峰, 康锋, 任艳红, 李瑞宁, 马国梁, 王小娟, 石炳华

铸造. 2022, 71(2): 210-214.

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K6侧架为国铁C70型通用敞车转向架关键构件,结构形状复杂,服役工况严苛,可靠性要求高。根据K6侧架零件的结构特点和铸件技术条件,进行了铸造工艺设计,在砂芯设计、浇注系统、下芯工艺、热处理工艺等方面进行了技术升级和完善,经过试制,成功获得了合格的铸件产品。

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智能铸造生产管理系统的开发与应用

沈华刚, 朱永刚, 郑喜贵

铸造. 2022, 71(2): 215-219.

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分析了现有铸造生产管理系统、铸造工艺系统的特点,采用PHP语言、MySQL数据库、PhpStorm等开发工具开发该智能铸造生产管理系统,并以某灰口铸铁杠杆的铸造工艺为例,介绍了无限分类树在工艺表达中的应用,同时介绍了无限分类树的增加、修改、删除的操作以及生成工艺列表和工艺卡的功能。该系统包括仓储管理、工艺管理、质量管理、生产流程管理、人员管理、系统维护等功能,可以实现铸造生产过程的可视化和快速统计,有效提高铸造生产过程的效率与质量监控。

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ISO 17804:2020《铸造等温淬火球墨铸铁分类》标准解读

徐东, 徐宁, 张寅, 王仲勋

铸造. 2022, 71(2): 220-226.

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介绍了ISO 17804:2020《铸造等温淬火球墨铸铁分类》标准的概况、标准修订的主要内容、标准的主要内容和等温淬火球墨铸铁的性能特点和典型应用。详细说明了该标准包括的范围、材料牌号、制造、铸造试样拉伸性能及冲击性能、硬度、铸件本体试样、石墨形态、基体组织和试样制备的方法。

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克难攻坚立潮头自主创新结硕果——访上海交通大学材料学院吴国华教授

刘冬梅, 吴国华

铸造. 2022, 71(2): 227-234.

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2020年本刊推出客座主编专栏,特邀行业内的科研领军人才为本刊组稿,旨在为行业传递最新科研成果,打造行业精深资讯。吴国华教授于2021年第1期作为客座主编为本刊组稿“镁合金专题”,该专题文章在中国知网等数据库下载和引用量较高,在行业有较大影响。2021年11月3日,中共中央、国务院在北京隆重举行2020年度国家科学技术奖励大会,表彰为我国科技事业发展和现代化建设做出突出贡献的科技工作者。此次颁发的国家技术发明奖一等奖共3项,吴国华教授喜获国家技术发明奖一等奖。吴国华教授团队历经二十余载,取得了一系列研究突破,开发新型高强度耐热镁稀土合金,解决了大型复杂镁合金构件控形控性难题,开发出多种航空航天关键部件,并实现了批量稳定制造,保障了国家重点型号的成功研制与交付,满足了国家重大战略需求,得到相关部门的高度评价。为此,本刊记者专程前往上海交大拜访了我国镁合金领域专家吴国华教授,就新一代镁稀土合全关键部件研发、我国镁合金铸造现状及铸造行业发展等一些问题与吴教授进行了深入交流。

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汽车业的颠覆性变化及其对铸造行业的影响——世界铸造组织（WFO）对Paul Eichenberg先生的访谈

王云霞

铸造. 2022, 71(2): 235-236.

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WFO:新冠疫情的爆发对汽车行业造成了巨大的冲击,实际需求下降,市场份额将发生变化。您认为在这种情况下,将会对电动汽车发展的路线图和里程碑带来什么样的影响?

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ASK化学集团成功启动墨西哥工厂

刘金城

铸造. 2022, 71(2): 236-236.

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ASK化学集团(ASK CHEMICALS GROUP)总部位于德国德塞尔多夫(DÜSSELDORF)附近的希尔登(HILDEN),已成功在墨西哥的埃尔卡门(EL CARMEN MEXICO)开设了新的制造工厂。通过这一步骤,该公司正在加强其在北美铸造市场的地位,并推进其扩张战略。

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2020年全球铸件产量比2019年降低3.3%

王云霞

铸造. 2022, 71(2): 237-238.

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根据美国铸造协会《Modern Casting》杂志所做的全球铸件产量普查,2020年由于新冠肺炎疫情在全球的大流行,世界各地都受到了停产停工政策的影响。在接受铸件产量普查的国家和地区中,几乎所有的国家和地区的铸件产量与2019年相比,均有明显下降,全球铸件产量与2019年相比下降了3.3%,如图1及表1所示。

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世界铸造组织与中国

王云霞

铸造. 2022, 71(2): 239-240.

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世界铸造组织(World Foundry Organization,简称WFO)是一个代表着全球成员集体需求的中立机构,是公认的全球铸造知识及技术革新进步的中心。WFO旨在通过搭建全球范围内先进的铸造材料、工艺、技术及经验的交流与合作平台,从而促进铸造行业的发展。经过近100年的发展,已有30个国家的官方代表组织加入了WFO,代表了全球90%的铸件产量,是全球铸造行业发展的风向标。

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全球芯片短缺如何推动美国制造业

刘金城

铸造. 2022, 71(2): 240-240.

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一场冠状病毒大流行问题导致了一项帮助英特尔等芯片制造商520亿美元的计划,并引起全球经济进行全面改革。德克萨斯州(Texas)一家新的170亿美元三星(Samsung)工厂可能会受益。

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文献速报

向青春

铸造. 2022, 71(2): 241-242.

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专利摘要

王洪宇

铸造. 2022, 71(2): 243-244.

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计算机技术与现代智能制造工业

胡钟月

铸造. 2022, 71(2): 245-245.

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随着计算机及信息技术的普及与发展,以工业4.0为代表的工业互联网及智能制造成为工业发展的热点领域,相关的研究与应用实践以如火如荼的态势进行着,带动了制造业的迅猛发展,无论是生产效率还是产业规模都大幅提升。强大的制造业为社会生活、经济发展创造了海量的优质产品,提高了人民的生活、推动了经济社会发展。没有强大的工业制造业作为基础与支柱,国民经济的健康稳定的发展甚至国家的安全稳定就无从谈起。因此,探索新时代新的生态环境下制造企业的科学发展之路,推动中国制造业从制造大国向制造强国转变,探索互联网时代中国化、本土化发展的智能制造工业发展体系是摆在学术界与企业界面前的重要任务。

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计算机辅助机械数控加工课程教学改革

王彦哲, 李学

铸造. 2022, 71(2): 246-246.

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随着信息技术的迅猛发展,计算机已经成为机械图形绘制的重要工具与创新动力,得到了广泛的应用。在高职高专及技工院校,计算机机械图形绘制是相关专业的必修课程,对于学生掌握使用计算机绘制机械图形有着重要的价值。一本好的教材是教师教学的重要辅助,是学生紧跟技术发展潮流的重要工具,是推动职业教育走向快车道的重要助力。

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融入在中国矿冶铸铁文化中的思政教育元素

冯宇

铸造. 2022, 71(2): 247-247.

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我国钢铁冶炼技术历史悠久,钢铁冶炼技术的出现极大地推动了社会的进步和文明的发展。据已有的考古发现,中国早在公元前6世纪甚至更早就发明了液态生铁冶炼技术。到新石器时代晚期,我们的祖先已经学会了使用赤铁矿制作手斧。到了商代中叶,使用陨铁制作了兵器部件。春秋战国以后,历代封建统治者和我国劳动人民在不断的阶级斗争和生产实践中,在冶铁炼钢方面逐渐积累了丰富的经验,并形成了丰富的矿冶文化。矿冶文化直观是矿石冶炼成金属为人们所创造的物质与精神价值,背后体现出的是几千年来中国人民的智慧和颇具特色的中国精神,放在当代矿冶技术及其发达的背景下对其审视,其背后具有深厚的思想政治教育元素。

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运动控制学机理在仿人机器人设计中的应用研究

凌占一

铸造. 2022, 71(2): 248-249.

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1959年诞生了世界上第一台工业机器人,自此机器人逐渐走进人类生活,触发了第三次工业革命,在世界经济发展、人类社会进步中发挥着越来越重要的作用。集电子、机械及人工智能、运动控制等多学科于一体的类型不同、作用不同的机器人产品被应用于生产、生活的各个领域,成为人类生产、生活的重要工具。随着人口老龄化问题在全球蔓延,劳动力短缺已经成为世界性的难题,人类对于机器人产品的需求不断增加,越来越多的国家把解决劳动力短缺问题的眼光投向了机器人产业的发展,多个国家已先后提出机器人国家发展战略,我国也不例外,大量地开展针对机器人技术提升的研究,以之作为提升我国综合竞争力、夯实国家安全基础的重要工具、重大战略。那些具有人类的外形状态特点,并能够实施人类动作的机器人被称为仿人机器人。与轮式机器人、履带式机器人等众多类型机器人不同,仿人机器人的最大特点在于"仿人",它的动作模仿、接近人类的动作特点,并能实施与人相似的动作去完成一些人类的动作。正是因为具有仿人的动作能力使得仿人机器人能够较好地适应人类环境,从而更容易为人类所认同并接受,并配合人类完成更多复杂任务,从而能够在家庭服务、应急服务等领域具有巨大的市场潜力。人类经过长期的进化与发展,具有极为灵活、快速、准确、敏捷的运动能力,能够完成大量极其复杂的动作。如何观察并记录人类的行动,并将行动以建模的方式在仿人机器人身上再现,是仿人机器人领域的研究重点。在过去的半个世纪里,世界各国的科学家们针对仿人机器人的原理与设计进行了大量的研究工作,以期能使设计出的仿人机器人重现人类的运动。

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三坐标测量技术在现代机械制造工业的应用

陆晓

铸造. 2022, 71(2): 250-250.

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起源于20世纪60年代初叶的三坐标测量机经过多年的发展与优化,已经成为一种精密测量仪器。它能够根据接触式或非接触式的测量对零部件进行高效精准的检测。通常情况下,三坐标能够实现20-150μm的测量精度,超高精度的三坐标甚至能够小于1μm,从而广泛应用于工业制造业之中。作为培养优秀技能型人才的主阵地,培养更多掌握三坐标测量技术的优秀人才成为各职业院校、实训基地等的重要任务。

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2022年, 第71卷, 第2期　
刊出日期：2022-02-10

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