基于智能系统磨削力测量的方法研究

随着先进制造技术的发展,智能制造在高端精密制造领域得到了广泛的应用,磨削加工相对其他类型加工,加工精度要求高,而且是机械加工的最后一道工序,对产品的精度和表面粗糙度有着重要的影响。通过消空程智能系统,利用霍尔传感器对轴承内圈精磨沟道加工过程中的功率信号和位移信号进行在线检测,然后对采集到的各种信号进行分析处理,实现间接测量砂轮与工件之间的磨削力,有效地在线监测磨砂轮状态和磨削质量,减少磨削加工过程中的空程,避免磨削过程中砂轮磨损过快产生钝化,对改善产品表面质量和生产效率有着重要的意义。     

减小螺旋锥齿轮齿面加工误差的参数修正方法

针对螺旋锥齿轮加工过程中因无法避免误差而导致齿面加工精度难以保证的问题，提出螺旋锥齿轮加工误差控制模型及加工参数修正方法。首先，基于实际加工中的刀具与工件相对位置与相对运动关系，依据坐标齐次变换与啮合原理，确定加工参数与加工曲面之间的函数关系，建立螺旋锥齿轮精确齿面模型；然后，计算实际加工齿面与理论齿面的法向距离，从而建立由加工参数驱动的齿面几何误差控制模型；接着，对加工参数进行敏感性分析，选取敏感性较高的加工参数作为误差补偿模型优化变量，以提高优化效率；最后，将齿面误差最小化问题转化为最小二乘法问题，基于改进的L-M算法进行求解，得到加工参数补偿量，以此对加工参数进行修正达到减小齿面加工误差的目的。采用一对由双重螺旋法磨削加工得到的螺旋锥齿轮副作为应用实例，对该方法进行实际加工验证，结果表明：加工参数调整后，螺旋锥齿轮齿面加工误差降低了65%以上，实际测量的齿面绝对误差均不超过0.005 mm,能够满足工程实际需求，证明该方法能够有效提升齿面加工精度。该方法可为螺旋锥齿轮乃至其他复杂曲面零件加工提供一种加工误差补偿思路。     

磨削的轴承沟道表面微观不平度建模与分析

在分析轴承内圈沟道磨削机理的基础上，确定影响磨削表面微观不平度平均间距Ｓｍ的因素，按混合型正交表设计了多因素试验方案．通过试验数据逐步回归，建立磨削表面微观不平度平均间距Ｓｍ与工艺参数关系的最优回归模型．对Ｓｍ数学模型多维分析得出几点重要结论．     

多工序制造过程误差传递分析与建模

通过用误差流理论,得到多工序制造过程中最终产品尺寸误差是由各道工序产品尺寸误差累积、耦合和传递的结果.采用控制理论方法将误差传递过程映射到状态空间方程得到误差传递模型.利用齐次变换方法,推导出制造过程中基准误差和夹具误差的具体影响,得到误差传递模型的详细结构.以制动钳的钳体制造过程为例验证模型的有效性,为多工序制造过程...     

磨削加工技术与发展

磨削加工是零件加工过程中的最后一道工序,主要是提高零件的加工精度,它对零件的质量有很大的影响,本文主要介绍了磨削的加工工艺以及磨削技术有关发展,对提高零件加工质量有很大的提高作用。     

元动作装配单元误差传递模型及有效路径求解方法

在对机械产品进行"功能-运动-动作"结构化分解的基础上,将影响元动作装配单元装配精度的误差源分为零部件的形状误差、位置误差、装配位置误差和运动误差等四类误差源。引入误差链接模型作为元动作装配单元误差关联关系的基本封装单元,构建结构化误差关联模型——链接网络和链接矩阵,形象描述误差间的耦合嵌套关系。提出基于误差链接模型的装配误差传递路径求解方法,用老鼠迷宫算法搜索所有可能的误差传递路径,以装配精度最高作为判别依据,得到各误差分量的有效传递路径。以蜗杆转动元动作装配单元蜗杆轴线平行度误差有效传递路径为目标,对上述方法进行验证,结果表明该方法能够高效地搜索到所有误差传递路径,并快速获得有效传递路径。该方法的提出为整机装配过程质量预测与控制提供了理论依据。     

发动机缸体多工序加工变形误差传递的建模与分析

定义了发动机缸体多工序加工过程(MMP)中涉及的4类坐标系,分析了基准误差、夹具误差和刀具误差等误差源在多工序之间的传递、耦合关系.采用有限元法对发动机缸体加工过程中由于切削力引起的变形进行仿真分析,将被加工表面的变形量与刀具误差进行耦合;利用多个特征点的微分运动矢量(DMV)来表征一个尺寸特征,对单点DMV误差流(SoV)的状态空间模型进行扩展,建立了基于点集DMV描述、考虑切削力所致变形的SoV模型.同时,通过B12型发动机缸体加工过程中的实测数据对理论模型进行验证.结果表明,所建立的变形SoV模型具有较好的实用性和有效性.     

针齿壳成形磨削砂轮廓形修整

根据摆线轮与针齿壳的设计参数,建立了针齿槽的齿面方程,探讨了立方氮化硼(CBN)砂轮磨削特性和常用的修整方法。基于成形磨削理论中砂轮与工件的相对运动及位置关系,建立了成形磨削坐标系,推导出成形砂轮轴向截形坐标点方程。依据等距曲线原则,求解出金刚石滚轮修整砂轮时的运动轨迹。运用MATLAB软件编写砂轮修整程序,并给出计算实例,实现了针齿壳相关参数的计算、保存及数值仿真模拟。试验结果表明:以金刚石滚轮与砂轮联动插补的方法修整砂轮磨削的针齿齿廓形状误差较小,齿廓形状X值最大绝对误差为0.032 02 mm,最小绝对误差为0.005 63 mm;Y值最大绝对误差为0.031 30 mm,最小绝对误差为0.001 85 mm。     

基于BP和GA的微晶玻璃点磨削表面硬度数值拟合

通过低膨胀微晶玻璃的高速点磨削实验,测试了加工表面硬度,分析了表面硬度随工艺参数的变化趋势.基于BP神经网络算法与单因素实验值,通过最小二乘数值拟合,建立了点磨削低膨胀微晶玻璃表面硬度与各工艺参数关系的系列化一元模型,以决定系数检验模型的精度,结果表明模型具有较高的可靠性.通过单因素一元模型分析,提出了低膨胀微晶玻璃表面硬度与工艺参数关系的多元模型.在正交试验的基础上,基于遗传算法对多元模型进行了优化建模求解.通过验证实验检验了模型的精确度,结果表明,多元模型具有较高的可靠度.     

多时间尺度下锂电池在线参数辨识及SOC估计

为了解决锂电池内部参数时变性和SOC估计不准确等问题,提出了一种电池模型参数在线辨识与SOC联合估计算法.在二阶RC等效电路模型基础上该联合算法于宏观时间尺度下采用无迹卡尔曼滤波算法在线辨识电池模型参数,并联合微观时间尺度下的扩展卡尔曼滤波算法估计锂电池SOC,在UDDS工况下验证了该联合算法对锂电池SOC的准确实时估算.实验结果表明,传统离线参数辨识下的锂电池SOC估计算法的平均绝对误差和均方根误差分别为1.52％和1.80％,在线参数辨识下的锂电池SOC估计算法的平均绝对误差和均方根误差分别降低到0.90％和1.12％,EKF-UKF联合算法提高了SOC估算的精确性和鲁棒性.     

三轴数控平面磨床几何精度分析与稳健设计

为了经济合理地分配三轴数控平面磨床零部件几何精度,提出了一种几何精度分析设计的方法.针对磨床具体结构,基于多体系统理论和齐次坐标变换方法,建立了磨床几何误差传递模型,并通过试验验证了该模型具有理想的预测性能;根据误差传递模型,运用正交试验设计和参数试验的试验设计方法分析识别了影响磨床加工精度的11项关键几何误差因素;基于稳健设计理论,在成本分析和误差溯源基础上,建立了11项关键几何误差因素下的磨床成本-质量模型,并运用该模型对关键几何误差因素的公差进行了稳健设计.研究结果表明:上述方法能实现对磨床几何精度的经济合理的分配.     

基于烧伤控制的18CrNi4A材料齿轮磨削工艺研究

为对18CrNi4A材料齿轮加工过程中出现的磨削烧伤现象进行有效控制与预防,从而达到改进工艺、延长寿命的目标,利用ABAQUS有限元仿真方法,建立了齿轮磨削仿真模型,研究了18CrNi4A材料齿轮磨削过程中砂轮线速度、磨削切深等工艺参数对磨削温度场的影响规律,确立了各工艺参数对磨削温度场影响的权重,为实现基于烧伤性能变化的磨削参数控制研究提供了参考.进行了18CrNi4A材料齿轮磨削加工试验,验证了有限元仿真分析的可信性,并得到了18CrNi4A材料的磨削烧伤临界温度,能够对18CrNi4A材料齿轮磨削加工工艺参数的确定提供一定的理论指导.      

基于误差传递模型的精密装配几何误差灵敏度分析

文中针对确定各零部件几何误差对装配精度的影响以及瓶颈装配工序等重要问题,分析了两零件装配时由于配合面表面形貌所导致的几何误差造成的零件位姿变动,确定单工序的配合误差.以此为基础,基于多体系统理论建立多工序装配过程误差传递模型,用矩阵微分法建立了几何误差对装配精度的灵敏度分析模型.该模型可以识别出多工序装配过程中对装配精度有较大影响的主要零部件几何误差,从而为精密装配精度分析以及控制提供基础,并通过实例验证了模型及分析方法的有效性.      

应用非线性加权的集成学习软件缺陷序列预测算法

针对当前软件缺陷序列预测算法准确度不高的问题,提出了基于非线性加权的集成学习软件缺陷序列预测算法(NLWEPrediction)。该算法在常见线性集成预测算法的基础上增加了非线性回归项,回归项代表了集成预测算法中基预测算法之间的相互关系,修正了线性集成预测的偏差,并通过梯度下降法求解了模型中的参数。实验表明:NLWEPrediction在14个软件缺陷数据集上的均方误差均小于250,并且平均绝对误差均小于13。通过与基预测算法、集成预测Bagging、Stacking算法和只考虑两个分类器关系的非线性加权集成学习算法进行对比,可以看出,NLWEPrediction预测算法的均方误差和平均绝对误差显著减小,预测精度显著提高,说明在线性集成预测算法基础上增加非线性回归项,能够有效提高集成学习算法的分类效果。     

镍基单晶高温合金微磨削形貌仿真及实验研究

基于单个磨粒微磨削几何运动学规律和最小值函数,推导出全局磨粒的微磨削运动轨迹表达式,建立工件微磨削加工表面的包络线函数集合,得出磨削加工微观形貌仿真预测模型,并通过开展DD5镍基单晶高温合金微磨削加工工艺实验验证模型结果的正确性.实验结果表明:仿真预测微观形貌与实际微观形貌具有相似特征,仿真预测线轮廓高度与实际加工微磨削线轮廓高度误差为0.2~0.3μm;不同磨削参数下的表面粗糙度对比结果也表明预测模型与实验所得的表面粗糙度变化趋势一致.     

误差补偿技术在高精度滚刀加工中的应用

通过分析铲磨床滚刀加工误差的来源,提出了应用误差补偿技术来修正被加工滚刀的螺旋线误差、齿距偏差的一种新方法。即在滚刀加工的最后一道加工工序中,将检测出滚刀的螺旋线误差送入计算机,数控步进电机则根据各齿的误差值发出相对应的修正脉冲数,补偿磨削砂轮轴向位置误差,达到修正滚刀螺旋线误差的目的。该方法可使Ｂ级精度滚刀较为稳定提高到Ａ级     

难干木材的干燥缺陷及其成因分析

木材干燥是木材精深加工过程中的一道重要在序,也是能耗较大的一道工序。干燥质量的好坏直接影响到后续工序加工质量和木制品的生产成本。     

蜗杆砂轮曲面与面齿轮齿面的对应关系

研究蜗杆砂轮磨削面齿轮的原理与方法。利用产形插齿刀作为中间曲面,通过计算面齿轮和插齿刀、插齿刀与蜗杆砂轮的接触线,得到蜗杆砂轮和面齿轮处于不同加工位置的接触点计算方法,给出蜗杆砂轮磨削面与面齿轮齿面对应关系模型,在VERICUT仿真软件中对蜗杆砂轮磨削面齿轮的方法进行仿真验证。研究结果表明:利用蜗杆砂轮磨削面齿轮齿面的关系模型可分析加工过程中面齿轮齿面对应的蜗杆砂轮工作曲面位置,为通过修整蜗杆砂轮对面齿轮齿面制造误差进行补偿修正提供技术基础。     

钢轨砂带磨削温度场建模与仿真

结合钢轨与砂带的接触几何关系,建立接触区域磨削深度和轮廓计算模型,阐明磨削工艺参数对接触区参数的影响规律.随着砂带磨削半径的增加,不同钢轨廓形处接触区域面积呈对数增加,接触区域轴长半径位置也在不同截面上变化. 结合钢轨砂带磨削过程特性,求解接触区域热流密度计算模型并进行理论验证. 基于接触区域磨削深度和轮廓计算模型,以及区域热流密度计算模型,应用瞬时点热源温度场、连续作用点热源温度场、连续作用移动点热源温度场对接触区域连续作用移动面热源温度场进行离散化求解. 研究结果表明,在设定磨削工艺参数下,钢轨磨削表面的仿真和理论温度的变化趋势相似,且几乎在同一时间达到温度最大值,最高温度的仿真和理论计算的相对误差为6.14%,验证了本文理论模型和仿真的正确性.     

基于PMAC的锥面砂轮磨齿机数控系统设计

针对磨齿加工过程的复杂运动关系,根据锥面砂轮磨齿机的工作原理,建立磨齿加工运动的控制模型;提出并构建基于PMAC的锥面砂轮磨齿机数控系统,详细分析开放式数控系统的软、硬件组成.该数控系统具有良好的开放性,能够实现任意结构参数齿轮的精密磨削.