制造技術與機床最新期刊目錄

基于蟻群優化模糊算法的低壓微弧加工電源控制策略研究————作者：桂賢成;周建平;毛家征;張逸舟;

摘要：低壓微弧加工電源性能對低壓微弧加工的工件加工質量有著十分重要影響。為提高低壓維護加工電源性能，提出了一種基于蟻群算法優化模糊PID的控制策略，并根據低壓微弧加工時的放電間隙性，在Simulink中構建電源系統仿真模型。仿真對比分析了傳統PID、模糊PID和蟻群優化模糊算法控制策略，并進行了低壓微弧銑削加工效果對比試驗。結果表明，基于蟻群優化模糊算法的低壓微弧加工電源能夠更好應對低壓微弧加工中放電間...

基于加速度的機器人銑削力快速辨識方法————作者：田維軍;惠陽;薛瑩;楊選宏;史江海;侯馬驍;

摘要：機器人銑削過程中的銑削力可以用于監測工件加工質量、刀具狀態等，是最重要的參數之一。然而，在大型結構件加工中，很難通過測力儀直接測量機器人銑削力。文章提出一種基于加速度的機器人銑削力快速辨識方法。首先，根據機器人系統中加速度與銑削力之間的關系，構建加速度間接辨識機器人銑削力框架。然后，基于機器人系統矩陣的遞推性和正則化算子的特殊性，提升機器人銑削力辨識的速度。最后，通過機器人銑削試驗驗證了所提方法的...

無人機機身結構制孔裝備研制與試驗研究————作者：楊繼之;王云鵬;朱林;樂毅;文科;周瑩皓;徐建萍;

摘要：針對碳纖維復合材料無人機機身結構高精度制孔難題，研制了混聯機器人高精度制孔裝備，并建立了串-并多自由度協同與多傳感器融合的控制架構。提出了基于多點激光測距的姿態修正策略及接觸式測量深度控制策略。構建了虛擬環境和物理空間交互映射的孿生仿真框架，并實現了基于孿生模型的制孔過程仿真。最終，通過制孔試驗分析，驗證了所提出的控制架構、制孔位姿修正方法的有效性。試驗結果表明，孔位姿態誤差最大為0.48°，孔徑...

高速旋轉磨粒電極電化學放電加工氧化鋯陶瓷小孔試驗研究————作者：黃志堅;吳志銘;鄒治湘;劉江文;

摘要：氧化鋯陶瓷因其高硬度、高熔點等優異特性，被廣泛應用于各工業領域中，然而，該材料加工難大，難以實現高效率、高質量、高精度加工。傳統電化學放電加工氧化鋯陶瓷，雖可通過增大能量提升加工效率，但易因材料內部熱應力過大等問題，而產生大量的微裂紋等缺陷。為此，文章提出采用高速旋轉磨粒電極電化學放電加工的方法對氧化鋯進行小孔加工。通過與傳統電化學放電加工進行對比試驗以分析其加工特性，研究發現磨粒電極能夠提升氣膜...

剛性鏈鏈輪齒形結構創新設計研究————作者：李存志;付振明;王琛;秦立夫;劉國梁;

摘要：針對剛性鏈系統工作過程振動大、穩定性差的問題，基于剛性鏈嚙合過程受力分析，闡明了傳統齒形結構鏈輪工作性能不足的內在機理，并據此設計了一種“兩圓弧一漸開線”的新型鏈輪齒形結構。在此基礎上，建立了剛性鏈系統的Recurdyn動力學模型，對比分析了新型齒形結構鏈輪對剛性鏈系統動力學特性的影響。最后，將新型齒形結構鏈輪應用于升降系統，以振動加速度為指標進行了工作性能驗證。結果表明，在相同工況下，采用新型齒...

微織構/混合納米流體協同微量潤滑對車削Inconel 718的影響————作者：裴宏杰;張晨陽;霍宇航;郭二廓;

摘要：為了揭示刀具微織構和納米流體的協同微量潤滑機理，開展了MoS₂、多壁碳納米管（multi-walled carbon nanotubes，MWCNTs）和MoS₂/MWCNTs混合納米流體和刀具前/后刀面的微坑/微槽織構微量潤滑車削Inconel 718高溫合金的實驗研究。采用皮秒激光技術在陶瓷刀片的前/后刀面加工出微坑/微槽織構并利用激光共聚焦顯微鏡進...

基于AFP工藝多目標優化的CFRP預浸料高質量鋪層研究————作者：宗岳岳;高閣;郝益;劉志強;謝藝璇;

摘要：自動化纖維鋪設（automated fiber placement， AFP）在制造高性能碳纖維增強聚合物（carbon fiber reinforced polymer， CFRP）復合材料產品中發揮著重要作用，其質量受到工藝參數的顯著影響。本研究探討了由自建AFP機制造的CFRP復合材料預浸料的鋪層質量，分析了工藝參數對其影響。通過單因素試驗方法，分析了AFP性能（即預浸料的貼合狀態、變形及氣...

考慮結合面剛度的臥式加工中心整機結構分析————作者：李珂;黃祖廣;周雪鵬;張大衛;任國喜;陳紅昌;程竑力;

摘要：為準確分析精密臥式加工中心的靜動態特性并找出薄弱環節，提出了一種結合面剛度和阻尼的計算方法，并建立了考慮結合面剛度的有限元仿真模型。在靜剛度分析中，X、Y和Z三向靜剛度分別為93.85、117.45、182.54 N/μm，其中，X向剛度最弱。動態特性分析顯示，機床前四階固有頻率分別為44.22、74.40、87.19、105.68 Hz，且其中三階模態由立柱引起，表明立柱是動態特性的薄弱環節。剛...

φ0.75 mm深小孔微鏜削刀具角度參數仿真優化分析————作者：李肖;孟慶新;齊廣東;李旭;張俊;周豫寧;石廣豐;

摘要：05Cr17Ni4Cu4Nb不銹鋼活門座是航空發動機用燃油電磁閥的重要零件，活門座上控制燃油流量的深小孔（φ0.75 mm，深4 mm）尺寸要求嚴格。現加工用德國Horn硬質合金微鏜刀為系列化進口采購，刀具尺寸較小、剛度較差，在加工時易產生振動，導致加工尺寸不合格，批量化產品的合格率低。文章采用優化刀具角度參數的方法來減小切削力，進而減小刀具的顫振。基于DEFORM 3D仿真軟件建立深小孔微鏜削的...

精密坐標鏜床立柱結構動態特性優化分析與設計————作者：姜二彪;黃祖廣;郭天明;張瑞亮;劉強;高衛國;

摘要：立柱作為精密坐標鏜床的核心承載部件，其設計對整機動態性能至關重要。為提升機床動態特性，文章提出了一種基于斜立柱結構優化的動態性能增強方法。首先利用有限元法構建了機床整機動力學模型，分析低階模態振型規律，闡明了增強機床動態特性的設計原理。仿真結果表明，斜立柱結構相比傳統等截面立柱，可提高機床低階模態的固有頻率。為進一步優化斜立柱結構的關鍵尺寸，提出了一種斜立柱設計參數兩級響應面優化策略，揭示了斜立柱...

基于表面完整性灰色關聯度分析的16Cr3NiWMoVNbE齒輪磨削工藝優化研究————作者：方園園;李炎鑫;楊純輝;姚金鑫;程從前;劉偉;

摘要：為滿足航空齒輪抗疲勞與耐磨損性能需求，圍繞磨削加工表面完整性展開深入研究。以典型難加工材料16Cr3NiWMoVNbE滲碳航空齒輪為研究對象，通過設計磨削工藝正交試驗，研究了影響表面粗糙度與殘余應力等關鍵指標的主要磨削參數，并采用灰色關聯度分析方法實現了多目標工藝參數的全局優化。結果表明：徑向進給是影響表面粗糙度的主要因素；殘余壓應力分布呈現齒面節圓 ≈近齒頂＞齒根，其中進給速度對齒頂和齒面殘余應...

永磁同步電機定子故障診斷技術綜述————作者：張雪男;任泰安;金谷香;田杰;韓江;

摘要：永磁同步電機（permanent magnet synchronous machine，PMSM）的結構簡單、功率因數高、力能指標好，因此廣泛應用于各個不同的領域。文章介紹了PMSM的基本工作原理和簡化數學模型，針對定子繞組開路故障，采用處理和優化電流信號的方式對比數據診斷出故障相；針對定子繞組短路故障，根據短路嚴重程度分類采用數學模型獲取特征信號，利用優化算法提取負序、零序電壓和電流特征值分量，...

基于XGBoost與SHAP分析的可解釋性故障診斷方法研究————作者：李開平;張鳳麗;黃祖廣;王金江;

摘要：針對現有智能故障診斷方法存在特征輸入單一、故障難以提取、模型可解釋性較差等問題，提出一種基于XGBoost與SHAP分析的可解釋性故障診斷方法。首先，采用傳統信號處理方法完成多域特征的提取。其次，基于XGBoost集成算法構建故障診斷模型，并根據XGBoost內嵌評估指標對模型進行初步特征解釋。最后，運用Tree SHAP方法對診斷模型進行特征解釋分析，探究重要特征對軸承故障類別趨勢的影響關系，分...

飛機柔性裝配技術研究現狀與發展趨勢————作者：張永亮;張輝;李智;汪海晉;畢運波;

摘要：飛機柔性裝配技術因其較高的裝配效率、精度和靈活性，已成為航空制造業數字化轉型的關鍵組成部分。文章首先從國內外航空企業、科研機構的角度，重點從數字化測量、柔性對接裝配及自動化鉆鉚3個方面，評述了飛機柔性裝配技術的研究與應用現狀。然后，總結了飛機柔性裝配的三大關鍵技術，即大空間高精度測量、柔性工裝調姿定位與自動鉆鉚離線編程，并深入探討了相關理論技術研究現狀。最后，結合人工智能與大數據、數字孿生、物聯網...

鉆削參數對鉆削TC4小孔切削力的影響————作者：那春雨;姜增輝;劉瑋;王少涵;

摘要：為研究鉆削TC4小孔時切削力的特性，采用正交試驗及單因素試驗方法，以鉆頭直徑、鉆削速度和進給量為因素，研究了主要鉆削參數對鉆頭軸向力、扭矩的影響規律，并依據試驗結果建立了軸向力及扭矩的經驗公式。結果表明，鉆削參數對軸向力及扭矩的影響程度排序為：d＞f_n＞v_c，當鉆削速度為20 m/min時軸向力及扭矩較低，有利于降低切削力引起的加工誤差；軸向力及扭矩的經...

機械密封環拋光裝置設計————作者：陳嘉庚;賈玙璠;康仁科;朱祥龍;印文典;

摘要：針對核主泵密封環復雜形面拋光的加工需求，設計了一款具有四軸聯動、拋光載荷監測功能的核主泵密封環拋光裝置。規劃了拋光裝置的臥式布局，設計并分析了關鍵零部件。開發了裝置控制系統，控制系統采用“嵌入式運動控制器-驅動器-電機”方案，通過電機驅動滾珠絲杠實現直線軸運動，力傳感器可對拋光載荷開展監測。在研制的拋光裝置上，開展了典型密封環拋光工藝試驗，拋光160 min，平均拋光載荷26 N，密封環粗糙度由R...

復雜工況下多軸分揀機械臂的路徑規劃方法研究————作者：黃波;劉駿;李航;李軒;何榮城;

摘要：為了解決傳統雙向快速擴展隨機樹（bidirectional rapidly-exploring random tree，Bi-RRT）算法中隨機性強、搜索效率低、連接難度大以及路徑質量差等問題，提出了一種改進的高斯偏置雙向快速擴展隨機樹（Gaussian-biased BiRRT， GB-BiRRT）算法。該算法融合了自適應高斯分層采樣（adaptive Gaussian layered samp...

考慮磨合的變角減速器齒面形貌模擬及振動特性分析————作者：高云龍;張濤;崔宇飛;胡瀟童;董皓;

摘要：為研究磨合對變角減速器齒面形貌及振動特性的影響，首先，采用結構函數法計算磨合后齒面的分形參數，并結合分形理論與齒輪漸開線方程，模擬實際粗糙齒面的形貌特征。其次，建立了一個包含16自由度的彎-扭-軸耦合的錐齒輪-轉子-軸承動力學模型，該模型考慮了齒面形貌、時變嚙合剛度等因素。然后，通過勢能法結合微凸體分布函數計算時變嚙合剛度，分析磨合前后剛度的變化規律，并利用分形函數構造齒輪粗糙嚙合間隙。最后，采用...

弱剛度構件工業機器人銑削偏轉誤差建模————作者：梁志強;鄭浩然;杜宇超;高子瑞;劉寶隆;張敖生;熊凌達;仇天陽;蔡諄皓;

摘要：弱剛度構件機器人銑削過程中，機器人與懸臂工件均具有柔性特征，在銑削力作用下二者極易產生較大彈性變形，進而導致刀具軸線與銑削端面發生偏移，嚴重影響加工精度與表面質量。針對該問題，提出了一種綜合考慮機器人末端定位誤差與機器人-弱剛度構件偏轉誤差的建模與補償方法。利用線激光傳感器對工業機器人進行定位誤差辨識與偏轉剛度標定，并采用有限元方法求解弱剛度構件的偏轉誤差，進而建立綜合考慮機器人定位誤差、偏轉誤差...

基于遺傳算法的加工中心精度優化分配方法————作者：李珂;黃祖廣;程竑力;張大衛;梁爽;任國喜;周雪鵬;

摘要：為優化幾何精度并提升五軸臥式加工中心的正向設計水平，提出一種基于遺傳算法的精度分配方法。以某公司生產的精密五軸臥式加工中心為研究對象，首先，分析其結構和誤差元素，利用多體系統理論和齊次坐標變換原理建立幾何誤差模型；其次，在加工空間中不同的位置對誤差模型中的37項誤差進行靈敏度分析，取單項誤差在各位置的最大靈敏度作為全局靈敏度；最后，結合誤差模型與靈敏度結果，通過Isight和Matlab軟件結合，...

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