制造技术与机床

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基于虚拟现实技术的机械虚拟智能车间实训系统

胡彦超, 陈清奎, 魏鑫鑫, 张言科

制造技术与机床. 2020, 0(4): 17-19. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.001

摘要 ( )

可视化

通过大量实践研究,设计开发了基千虚拟现实技术的机械虚拟智能车间实训系统。该系统为实训者提供了一个虚拟可视化的实训基地,极大地提高了实训者机械制造的应用技能,同时也为制造业的相关领域带来深刻变革。

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基于物联网数字工厂与智能工厂的整合研究

赵军富, 李建军

制造技术与机床. 2020, 0(4): 20-25. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.002

摘要 ( )

可视化

制造业中的互联网(IoT)被定义为未来每天车间里的实物、人和系统通过互联网连接,构建制造业的服务系统。智能工厂是构建物联网工厂的前提,它与物联网非常一致。物联网不仅处理物理对象之间的智能连接,还处理与数字工厂内使用的不同IT工具间的交互。由于数据和信息来自异构IT系统,存在领域、视点、粒度级别和生命周期阶段的不一致性,从而导致数据共享时无法进行互操作。因此,基于异构IT环境中集成数字工厂、IT工具和物联网的方法和原则,对不一致性进行研究。首先,提出一种基于识别信息集成内容、时间、及方式的方法。其次,提出基于语义Web技术和生命周期协作开放服务(OSLC)工具互操作方法,将物联网和生命周期管理(PLM)平台进行集成。

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智能制造关键使能技术发展及应用

李伟, 海本禄, 易伟

制造技术与机床. 2020, 0(4): 26-29. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.003

摘要 ( )

可视化

信息通信技术对传统制造企业产生深远影响,催生智能制造生态系统范式。企业向智能制造范式转型,可从生命周期及价值链、制造层次结构和物理系统功能等三维度部署和实施。智能制造关键使能技术一般涵盖工业物联网、云计算、大数据、计算机仿真、增强现实、增材制造、水平和垂直系统集成、自主机器人和网络安全等九大技术。文章对上述关键使能技术进行梳理与综述,并分析其在智能制造领域应用的最新进展。

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基于Modbus的多站点互联通信系统应用研究

郭琼, 姚晓宁

制造技术与机床. 2020, 0(4): 30-33. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.004

摘要 ( )

可视化

Modbus协议是低压电气应用广泛的现场总线,生产厂商在遵循Modbus协议定义的消息结构的同时,在产品应用方面使用规则及实现方法各异。为此研究具有代表性的不同品牌的PLC、智能仪表之间的Modbus RTU通信性能,并通过开发实验案例介绍了基千Modbus RTU通信协议的底层设备的远程监控与数据共享的实现方法。实验表明,遵循不同品牌设备之间Modbus参数设置及地址对应规则,合理设置主从站通信指令的轮询规则,可以方便、可靠地实现低成本、高性能的主从式远程监控系统,具有一定的借鉴和指导意义。

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基于数据拼接的金刚石刀具刃口三维形貌表征技术

刘釱浚, 雷大江, 岳晓斌

制造技术与机床. 2020, 0(4): 34-38. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.005

摘要 ( )

可视化

原子力显微镜(AFM)是获取金刚石刀具刃口纳米级三维形貌的重要手段,但其存在测量范围小,难以表征参与切削区域整段刃口形貌特征的问题。采用基千迭代最近点法的刃口AFM测量数据拼接算法,获得了由多组数据拼接得到的刃口纳米级三维形貌,并进行了切削实验验证。实验结果表明,采用的数据拼接方法可较好地用千表征刀具刃口三维形貌。

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华中热补偿系统在加工中曲上的应用

罗海军, 邓永强

制造技术与机床. 2020, 0(4): 38-40. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.006

摘要 ( )

可视化

VCSSOLC立式加工中心在加装了高精度高可靠性温度传感器后,通过API软件测量数据与华中数控系统对接进行了热误差补偿试验,结果证明误差补偿的实施能够使机床保持良好的精度及可靠性,同时也使机床更加适合我国生产车间的工作环境,不管是对终端客户还是机床厂家都是大有裨益。

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基于特征的快速编程技术在飞机整体肋类零件中的应用

惠盺, 樊建勋, 杜钢

制造技术与机床. 2020, 0(4): 41-45. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.007

摘要 ( )

可视化

针对飞机整体肋类零件数控加工编程中存在的重复工作量大、质量不稳定、经验依赖性强等问题,面向主机厂推广基千特征的快速编程技术。介绍了基千特征的快速编程系统及其关键技术,以飞机整体肋类零件特征定义为基础,通过特征识别技术获取加工特征,结合现有典型工艺知识,实现自动工艺决策和数控加工刀轨的自动生成。以具有典型特征的飞机整体肋类零件对基千特征的快速编程系统进行验证。结果表明,该技术切实提高了飞机整体肋类零件数控编程的效率和质量,并已在航空制造企业得到成功应用。

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金属切削加工表面缺陷的形成机理及统计预测方法综述

王川亮, 张珂, 陈光军

制造技术与机床. 2020, 0(4): 46-50. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.008

摘要 ( )

可视化

切削加工表面存在的裂纹、凹坑等缺陷会降低零件的疲劳强度和耐腐蚀性,引起零件过早的损坏,研究缺陷的生成机理,提出有效的加工表面缺陷的预测方法,对提高产品的质量以及保证产品生产效率具有重要意义。阐述了加工表面缺陷的生成机理,分析了加工参数对表面缺陷的影响;总结了现有的缺陷统计分析与预测的研究成果,综述了表面缺陷对工件耐腐蚀性的影响。

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整体叶盘数控铣削优化技术探讨

阎兵, 曹著明

制造技术与机床. 2020, 0(4): 50-55. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.009

摘要 ( )

可视化

针对整体叶盘数控铣削过程中存在的难题,从最优化的角度出发,结合近年来国内外文献研究,从铣削工艺方案优化和工艺参数优化两方面进行介绍,重点对刀具可达性、加工效率、颤振变形、刀具磨损以及优化模型、优化算法等相关优化技术的研究现状进行综述。通过分析现有研究中存在的一些难题,探讨了整体叶盘数控铣削优化技术的研究方法,对后期开展整体叶盘制造技术研究具有一定的参考意义。

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刀具磨损检测中的图像处理技术研究现状及展望

丁玉辉, 曹岩, 付雷杰, 白瑶

制造技术与机床. 2020, 0(4): 56-62. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.010

摘要 ( )

可视化

针对刀具磨损检测在图像处理技术中的发展现状总结,并对刀具磨损检测在图像处理技术应用趋势下做出展望。首先,对刀具的磨损检测系统简单的介绍和总结;其次,对检测后的图像预处理、磨损区域提取及边缘检测、磨损状态识别技术的相关内容进行详细讨论。最后,结合目前计算机视觉、人工智能等新形势下对刀具磨损检测在图像处理技术中做出展望。

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电主轴径向加载机构横轴结构参数优化

张英芝, 郭桂明, 刘津彤, 梁树斌, 郑朝阳

制造技术与机床. 2020, 0(4): 63-66. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.011

摘要 ( )

可视化

以轴段半径、轴段长度、轴肩过渡圆半径作为参考因素,以危险点的最大应力作为评价指标,对一种接触式径向加载机构横轴的结构参数进行优化。应用有限元分析参数灵敏度,考虑设计经济性,采用控制变量法对轴段半径r和轴肩过渡圆半径Rd进行定量分析。在满足轴的体积尽可能小的情况下使得危险点的应力得到了显著降低,最后对横轴进行了安全系数和可靠性校核。

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基于APDL的抛物线齿轮参数化设计

马唯, 岑海堂, 曾琴

制造技术与机床. 2020, 0(4): 67-70. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.012

摘要 ( )

可视化

抛物线齿轮齿廓接触为凹凸接触,齿廓线嗤合紧密,齿根厚度较大,具有良好的承载性能。针对抛物线齿轮设计存在的计算复杂、效率较低等问题,在ANSYS软件中采用APDL参数化语言编写命令流文件,实现了抛物线齿轮三维模型的参数化设计。该方法可以通过修改特征参数来修改整个模型,提高了建模效率,并为抛物线齿轮的静力学分析、模态分析以及非线性分析提供了有力的支撑。

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纵树型核电轮槽精铣刀制造技术优化设计

杨林建, 张建新, 袁新, 徐燕, 周乐安

制造技术与机床. 2020, 0(4): 71-74. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.013

摘要 ( )

可视化

以纵树型叶根精铣刀为例,阐述了可换硬质合金型线刀体和刀片精铣刀的优化设计、制造工艺、建模及优化设计,进行切削过程加工策略优化和加工过程模拟,设计制造了锥柄专用工装及检测环规、磨削刀片后角专用工装,采用NUMROTO软件编制刀片加工工步。该项目研制的可换刀片精铣刀型线精度完全能达到进口铣刀水平,能满足大部分轮槽与叶根加工对型线精度的要求,可以大幅度节约刀具费用。

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感应回火机床多参数控制系统的设计

雷钧, 罗敏, 陈志楚, 吴岳敏, 刘凌云

制造技术与机床. 2020, 0(4): 75-78. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.014

摘要 ( )

可视化

对主齿立式感应回火机床多参数控制系统进行了设计,回火机床采用西门子808D数控系统,数控加工程序、能量监控系统工艺参数与远程调度信号之间的交互是通过西门子S7-1200 PLC,用PROFINET总线把它们连接起来。经现场运行,整个系统工作正常,能够满足生产需要。

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新型铝硅基铸造壳体凝固成形研究

马勇杰, 程光, 姜二彪

制造技术与机床. 2020, 0(4): 79-83. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.015

摘要 ( )

可视化

新型铝合金材料用千薄壁壳体铸件制备,通过向ZL101A合金中增添微量Ni元素,基千ProCAST铸造仿真软件设计液压泵壳体低压铸造工艺,数值模拟铸件不同部位固相出现时间,并预测铸件凝固过程中缩孔缩松现象。实际生产铝合金薄壁壳体铸件,并对壳体棒料进行高温压缩实验,利用结构变形机理以及微观组织特点分析铸件凝固成形机理。分析合理的浇注温度以及热处理工艺,能够对壳体铸件缩孔缩松现象进行有效控制,保证改进铝硅合金薄壁壳体铸件质量。

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发动机缸孔轮番式珩磨加工工艺的实现

卢勇, 赵虎

制造技术与机床. 2020, 0(4): 84-87. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.016

摘要 ( )

可视化

轿车发动机缸孔珩磨装备是多孔缸体加工的常用设备,具备四珩磨轴同步加工功能,根据珩磨加工工艺,通常4个珩磨轴分两组,分别完成粗珩加工和精珩加工。为了提高加工效率,可双轴同步加工一个工件,或者轮番式分别加工不同的工件。根据对国内汽车厂家所使用的汽车珩磨加工自动线的调研,结合实际珩磨加工工艺,分析总结出,采用轮番式加工工艺流程,能实现加工效率的最大化,在实际开发轿车发动机缸孔珩磨装备中得到了成功应用。

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圆锥浮动定位销的定位

田立明

制造技术与机床. 2020, 0(4): 88-89. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.017

摘要 ( )

可视化

以弯臂工件工艺为例,主要的定位基准选择?22H8 mm的孔及其端面,采用圆锥浮动销嵌入基准孔内进行定位,减小了因销孔之间的配合间隙引起的定位误差。通过相关计算选择锥度合理的圆锥销防止自锁现象发生。

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弱刚性薄壁工件车削工艺方案的研究

杜海清, 李洁松, 盛国栋

制造技术与机床. 2020, 0(4): 90-94. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.018

摘要 ( )

可视化

在薄壁类工件加工中,工件的装夹、切削变形、刚性不足等都是加工中常见的技术难题。对千刚性不能满足加工要求的弱刚性薄壁工件,常用专用夹具作为支撑工装。但在小批量生产和单件生产时,定制专用夹具成本太高。针对该类情况,提出用油泥作为薄壁工件内腔支撑材料,提高薄壁工件的系统刚性。经过实验证明,油泥填充支撑可以很好地替代专用夹具支撑,而且油泥填充支撑还具有可重复利用、不受工件内腔轮廓限制等优点,可大大降低成产成本,对企业生产有一定的指导意义。

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高强度合金钢双头螺杆裂纹分析及工艺改进

王世森, 王一卿, 王同章

制造技术与机床. 2020, 0(4): 94-95,99. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.019

摘要 ( )

可视化

针对汽轮发电机转子桨式风扇连接用42CrMo双头螺杆裂纹问题,基千对裂纹情况的分析,采用粗加工→(正火+调质)热处理→半精加工(精加工)的改进工艺,很好地解决了双头螺杆的裂纹问题,满足相关技术要求。

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2.5D玻璃磨削夹具设计及磨削实验研究

王海雄, 王成安, 张炖, 代宣军, 王军力

制造技术与机床. 2020, 0(4): 96-99. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.020

摘要 ( )

可视化

2.5D玻璃己应用千手机屏幕镜片,由于玻璃材料硬度高、脆性大,需要采用精密磨削的方法加工。首先根据磨削力计算出吸附力,然后设计出一款真空吸附的手机镜片磨削夹具,可以保证玻璃在高速加工时的精准定位;最后通过实验研究2.5D玻璃的磨削过程,得到的玻璃镜片无外观缺陷,尺度及精度满足图形尺寸公差的要求。

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FDM工艺参数对成型精度影晌的试验探究

韩善灵, 李志勇, 张大伟, 张鹏玉

制造技术与机床. 2020, 0(4): 100-104. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.021

摘要 ( )

可视化

在分析了打印速度、分层厚度、填充密度等工艺参数基础上,通过等体积率公式,得到不同打印速度下,打印截面分层厚度和挤出丝宽之间的理论关系,然后根据丝宽搭接模型,对水平方向的成型精度进行理论分析。设计试验通过配置30、40及50mm/s的打印速度,0.1、0.2及0.3mm的分层厚度值和90%的填充密度3个工艺参数,对理论分析进行试验验证。试验结果表明,分层厚度为0.2 mm,打印速度区间在30-40mm/s,填充密度为90%时的参数组合,在保证成型件竖直方向精度的基础上得到了最优的水平方向精度。

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基于机器视觉的手机电池表面缺陷检测

郑魁敬, 刘学超, 王萌萌

制造技术与机床. 2020, 0(4): 105-112. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.022

摘要 ( )

可视化

针对手机电池表面质量人工检测情况,开发了电池表面缺陷无损检测系统软件。首先电池表面经过倾斜矫正、感兴趣区域提取和字符灰度值修改等预处理操作,通过基千灰度密度分布和灰度差的自适应阔值亮度法对感兴趣区域进行子图像遍历,融合有重合区域的缺陷子图像并滤除没有明显缺陷的区域;然后采用支持向量机多种类分类法,提取二值图像像素分布规律作为训练特征,识别电池表面缺陷种类;最后设计了人机交互界面,确定最佳的可变参数,实验测试缺陷识别率达95%以上。

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基于“位移一力闭环控制系统”的铝合金车轮圆度校形

郭建东, 崔丽娟, 黄晓光

制造技术与机床. 2020, 0(4): 113-115. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.023

摘要 ( )

可视化

铝合金车轮的热处理变形是不可避免的,变形会带来诸多不利因素。文章分析了铝合金车轮产生变形的原因,讲解了控制变形的积极意义,并根据“位移—力闭环控制系统”的数学模型,阐述了圆度校形的判定准则和具体的实施方式。

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微型昆振平行缝焊平台误差逢模及分析

李玉梅, 李刚炎, 包汉伟, 邓傲然

制造技术与机床. 2020, 0(4): 116-122. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.024

摘要 ( )

可视化

平行缝焊平台的误差分析对于微型晶体谐振器封装质量具有重要意义。针对平台的精度需求,分析了误差源,确定了误差传递主路径;基千误差的传递规律以及平台结构特点,改进了齐次坐标变换方法,建立3个特征坐标系,并分析加工误差和装配误差对平台位置误差的影响;建立平行缝焊平台中X-Y平面和Z轴方向零件装配时的误差模型,并基于这两个基本模型建立平行缝焊平台的位置误差通用模型;通过MATLAB软件上对所建立的误差模型进行仿真分析,验证了模型的正确性,并在满足重要尺寸精度要求的前提下,求得了允许的误差变化范围。

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基于高速相机的多叶光栅机械性能测试方法研究

贾俊刚, 李升, 赵彤, 张春雷, 叶佩青

制造技术与机床. 2020, 0(4): 123-126. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.025

摘要 ( )

可视化

基千高速相机搭建了多叶光栅机械性能测试平台,进行了实验测试和数据处理,研究了高速相机图像分辨率、采集速度及图像处理方法对机械性能测试精度的影响。结果表明,采用视野分区的形式,在40mm×40mm区域视野中,选用高速相机在单方向图像分辨率4 000、帧率500帧/s时,对叶片运动速度不高千250mm/s的多叶光栅进行机械性能测试,测量精度可以达到0.01mm。

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不规则多孔零件的通用匹配算法研究

林建钢, 王东兴, 田洪志, 陈麒麟

制造技术与机床. 2020, 0(4): 127-131. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.026

摘要 ( )

可视化

汽车工业存在大量形状各异的带孔零件,针对不规则多孔零件的模板匹配,提出了一种基千特征三角形的快速模板匹配算法。利用面积特征和距离特征选取匹配孔,采用限定的最小二乘法圆拟合计算匹配孔的精准圆心构建特征三角形;根据三角形的旋转不变性和平移不变性,利用特征三角形提取匹配中心和匹配角进行仿射变换,实现零件的模板匹配和配准。实验结果表明,该模板匹配算法适用于不同孔数的零件,对零件变形的宽容度较高,且不易受匹配孔部分缺失、粘连等缺陷的影响,匹配速度快,可以达到工业零件缺陷检测的要求。

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基于小波变换软测量技术在大型回转体中的圆度误差方法研究

姜志宏, 黄习敏, 彭杰, 姜晓锋

制造技术与机床. 2020, 0(4): 132-135. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.027

摘要 ( )

可视化

针对大型回转体圆度误差难以检测的问题,采用非接触式软测量技术以相对测量方法采集大型回转体零件回转面的实测信号,基于小波变换消噪滤波的方法,快速分解提取实测信号中的圆度误差信号,通过圆度误差的评定计算大型回转体的圆度误差。结果表明:该方法能够有效提取大型回转体实测信号中的圆度误差信号,通过实例计算,某2 000mm直径回转体的圆度误差为0.32mm,该方法为大型回转体圆度误差计算提供一定的理论依据,具有一定的实际应用性。

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EROWA电极定位夹头专用夹具设计

唐杰, 邓喜飞, 刘高鹏, 黄荣学, 岑海南

制造技术与机床. 2020, 0(4): 136-141. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.028

摘要 ( )

可视化

结合被加工零件的结构及加工工艺特点,设计制造了一款专用铣床气动多功能夹具。为保证夹具具有良好的强度,运用ANSYS Workbench软件对夹具工件系统进行了平面铣削和钻孔过程受力仿真分析。结果表明:装配件在钻削力和切削力作用下,产生的最大应力远小千材料的屈服强度,且最大位移值在加工公差范围内。经样品试制、现场实验检验,使用专用夹具生产出来的产品,其工件尺寸和几何误差均满足精度要求,达到预期目标。因此,该夹具结构设计合理,具有一定的推广应用价值。

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基于TRIZ理论滤咀排列鼓工装夹具优化设计

叶选林, 徐连江, 邹骆, 张武, 蔡瑾

制造技术与机床. 2020, 0(4): 142-144. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.029

摘要 ( )

可视化

针对滤咀排列鼓工装夹具所存在的制造难度大,精度难于保证,效率低的问题。利用TRIZ理论进行分析,根据技术矛盾解决方法并结合问题的实际情况,获得了具体可行的解决方案。经过实践证明,此设计方案是可行的、可靠的,大大缩短了夹具的加工周期,提高了生产效率,节约了成本。

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新型动静压差速转台油膜负压改进研究及其润滑特性分析

刘志颖, 马金奎, 李佳

制造技术与机床. 2020, 0(4): 145-150. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.030

摘要 ( )

可视化

以新型动静压差速转台为研究对象,为了改善油膜存在的负压问题,提出两种改进方案。方案I是在静压腔封油边处建立流量补偿孔,方案I是在动压进油槽处增加进油孔。利用计算流体力学软件对转台油膜压力场、温度场进行数值仿真,并对不同转速下改进前后油膜承载力、进口流量、最低压力和最大温升进行对比分析。结果表明:两种改进方案都能有效改善负压,油膜特性均优千改进前,在改善负压上适用的转速范围更宽。

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主减速器壳体车削工装夹具设计

辛百灵, 陈桂芳

制造技术与机床. 2020, 0(4): 150-152. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.031

摘要 ( )

可视化

针对主减速器壳体在立式多刀半自动车床上加工时,采用标准液压三爪卡盘无法有效定位夹紧工件的问题,依据工件的结构特点,设计制造一种能在一次装夹下完成粗精两序加工的专用车削工装夹具,彻底解决了由千多刀同时粗加工、车削抗力大,工件夹持不可靠的安全问题。通过夹紧力的高低压转换,有效防止工件夹紧变形。生产实践证明,该夹具简单可靠,便千操作,提高了生产效率,保证了加工精度。

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实现西门子8D sl数控系统螺距误差的批量设置方法

刘佃凯, 盛超丰, 赵丽荣

制造技术与机床. 2020, 0(4): 153-154. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.032

摘要 ( )

可视化

西门子840D sl数控系统中的螺距补偿通常只能通过调试人员根据激光检测的偏差值逐个输入进螺距补偿界面中,但当机床行程很大时,补偿点数可能会达到数百个,再通过人工输入的方式变得不再现实。为此简要介绍通过补偿文件实现螺距补偿值的批量设置方法。

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基于精度控制的刀具轨迹自适应拟合算法

李钱宽, 张永林

制造技术与机床. 2020, 0(4): 155-160. https://doi.org/10.19287/j.cnk.1005-2402.2020.04.033

摘要 ( )

可视化

为解决传统数控系统在进行曲线曲面离散连续微小线段刀具轨迹加工中频繁加减速、加工速度缓慢、加工质量不高等问题,提出了一种基千精度控制的刀具轨迹自适应NURBS曲线拟合算法,该算法通过提取连续微小线段刀具轨迹的主要特征点,进行基千精度控制的自适应添加特征点的迭代拟合。仿真测试结果表明,该算法可以在保证拟合精度的条件下有效提高计算效率,压缩数据量。

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2020年, 第0卷, 第4期　
刊出日期：2020-04-30

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