摘要：对磁性联轴器的国内外研究现状做了评述,建立了实用的优化设计评判指标和数学模型。改进了等效磁荷法,从求解效率和求解精度两方面将其与改进前的等效磁荷法、片电流方法和三维有限元法进行了比较。将正交实验法引入优化过程中,提出了一种实用的磁性联轴器优化设计方案。求解结果表明:等效磁荷法的求解时间和精度较不稳定,改进的等效磁荷法的求解精度比原方法提高了约5%,求解效率提高了约55%。片电流法求解效率极高,但精度较低。三维有限元的求解精度较稳定,误差约为5%,但求解效率较低,求解每组模型需花费约9 min的时间。通过正交实验法,仅需使用9组分析模型即可获得适合的初始参数值,结合标准的最优值搜索技术可方便获得多组最优参数设计值。该方案可满足磁性联轴器优化设计的稳定可靠、精度高、方便实用等要求。

摘要：针对目前难以在复杂恶劣的油污粉尘环境中实现对刀具图像的高质量采集和刀具磨损视觉特征的高精检测,对磨损缺失刀刃这一类最为典型且危害最大的刀具磨损开展研究,提出一种采用切削刃重构的刀具磨损视觉检测方法。首先,在数控机床加工台一侧搭建集成了一套具有镜头保护与清洁功能的图像采集装置,用于在机定期自动采集刀具磨损图像;然后,将采集的图像经以太网传输至计算机图像处理系统,利用设计的切削刃重构法对刀具磨损缺失区域进行切削刃重构,以此得到完整刀具图像,进而利用图像差分,将重构后的刀具图像与磨损刀具图像相减,实现刀具磨损缺失区域的自动识别;最后,基于识别的磨损特征测量刀具磨损的评估指标参数值,并判断是否需要换刀。实验结果表明:所提检测方法具有较大优势,解决了油污粉尘机加环境下刀具磨损图像采集困难的难题和难以从图像中分割识别刀具磨损缺失特征的难题,实现了刀具磨损的视觉高精高效检测;与现有的刀具磨损视觉检测系统以及现有的Canny边缘检测法、自适应阈值法等6种图像分割方法相比,所提方法避免了拆卸刀具进行离线显微镜检测和模板匹配的烦琐过程,可进行在机自动检测,同时平均检测准确率至少提升20%。

摘要：提出并设计了一种同时测量导轨副综合静刚度的装置及方法.介绍了该装置的结构设计及位移传感器的布置方案,建立了使用该装置求解综合静刚度的理论模型,通过将变形量和偏心载荷等效分解,实现了导轨副五种静刚度的同时测量,并对该装置的主要误差进行了分析,拟定了测量实验步骤.应用本实验装置及方法可提高导轨副静刚度测评的效率.

摘要：螺杆转子磨床床身是关键的承载大件,其动静态性能的好坏将直接影响整机的加工精度和稳定性。为实现床身的快速动态优化设计,首先基于元结构理论,使用ANSYS软件仿真分析了床身筋格元结构各主要参数对其动态特性的影响。在此基础上,以提高床身低阶模态固有频率和降低床身重量为目标,对床身的结构参数进行优化,同时通过静力分析验证了优化方案的可行性。优化后,床身低阶固有频率得到了较大幅度的提高,其中一阶固有频率提高了22.3%,床身的重量下降了8.39%,同时静刚度也有明显提高,改善了床身的动静态特性,节约了制造成本。该方法对其他类似关键零部件的动态优化设计具有一定的借鉴意义。

摘要：为了实现面向产线的柔性化智能刀具失效检测,设计了一种移动式刀具失效巡检系统。通过系统需求分析,针对性地进行了图像采集模块和换刀模块结构设计;通过耦合去噪模块和分类模块,训练了刀具故障诊断模型;通过对机床电流等信号进行分析,实现了失效在线诊断,并与在位检测相结合,解决了检测实时性不足的问题。经过实验验证,移动式刀具失效巡检在实际数控加工过程中进行原位巡检时无错误诊断发生。

摘要：拖板是机床上重要的支撑部件,其动态性能直接影响到加工工件的精度和生产效率。以某型号八米旋风铣床的拖板为研究对象,建立拖板结构的有限元模型,运用有限元分析软件ANSYS对原结构进行模态分析,得到各阶模态下的固有频率和振型,找出结构的薄弱环节并进行优化设计,分别对拖板不同部位无筋板、加筋板及增加板材厚度等情况提出了多种改进方案并进行比较,得出优化方案。与原结构相比,优化方案的一阶固有频率增加了56.74Hz,质量减小了2.27%,拖板的动态性能得到了改善。对原结构和优化后结构进行静力分析,从得到的位移变形图及应力云图上看,拖板的位移变形最大值由0.8E-6m减小到0.637E-6m,应力的最大值由0.414MPa减小到0.391MPa,受力情况得到了改善,为产品的性能分析和结构改进提供了可借鉴的方法。

摘要：丝杠旋风铣削是一种高效、生态的加工工艺.其加工过程中会产生大量的切削热,从而会影响刀具寿命、工件完整性和加工精度.目前旋风铣削加工工艺的研究缺乏对丝杠旋风铣削加工过程中切削区域温升的研究.为此,综合考虑了旋风铣削加工过程未变形切屑厚度、宽度与面积时变特性,提出一种适用于丝杠旋风铣削加工过程中切削加工区域刀具、工件和切屑的时变热源瞬态温度建模方法.首先基于丝杠旋风铣削加工过程中未变形切削时变特性的分析,对丝杠旋风铣削加工过程中热源时变特征进行建模,包括时变未变形切屑几何特征、时变刀屑接触区域与时变边界模型;在此基础上,构建旋风铣削加工过程中时变热释放强度模型;进一步建立丝杠旋风铣削时变热源瞬态温升模型.试验分析结果证明了该方法的有效性,并基于该模型揭示了未变形切屑的几何特征、切削线速度对切削区域温度的动态变化规律,为旋风铣削工艺设计人员制定工艺时提供支持.

摘要：为从工件设计和制造协同的角度出发,促进制造企业节能,提出了一种集成设计参数和制造参数的车削工件机加工能耗预测方法。基于STEP AP224协议对车削工件进行特征识别,并将工件设计参数以特征字典的形式保存。对车削工件进行基于特征的工艺规划后考虑工序加工顺序对刀具路径的影响,生成各加工工序的刀具路径,利用token文件实现对工件各加工工序加工参数和刀具路径等制造参数的集成。通过分层面向对象的Petri网构建了工件机加工过程动态能耗模型,利用token文件驱动能耗模型对工件机加工能耗进行预测。以盘类及轴类工件为例,通过比较工件机加工过程能耗的测量值和预测值验证了该方法的有效性和准确性。

摘要：为了进行丝杠硬态旋风铣削下工艺能耗与工艺性能协同优化研究,提出一种同时考虑切削比能、表面粗糙度和表层残余应力的多目标优化方法。基于Box-Behnken试验设计,采用响应曲面法对丝杠硬态旋铣的切削比能、表面粗糙度和表层残余应力进行建模,进一步构建了以丝杠硬态旋铣工艺参数为变量、以低能耗和高性能为优化目标的多目标优化模型。采用改进型非支配排序遗传算法对该模型进行求解,并通过试验数据和优化结果的比较论证了本文优化方法的有效性。

摘要：为提高螺杆转子磨床的整体精度,合理控制成本,建立其19项空间误差模型。基于多体系统理论,结合该磨床的结构和运动特点,分析了磨床的拓扑结构。综合考虑磨床整体精度和制造成本,提出了一种精度分配优化方法。通过调整精度权数可实现不同应用需求的目标优化。结果表明:重视提高精度的优化方案较传统的经验设计值,在X/Y/Z轴方向上使机床的精度分别提高27.5%、45%和52%;重视控制成本的优化方案可降低成本25%。