激光熔覆工艺参数对熔覆层形貌的影响及优化

应用IPG-500激光器对45号钢进行了激光熔覆,研究了工艺参数对熔覆层形貌的影响,采用极差分析找出影响熔覆层形貌的关键因素.在此基础上,提出采用灰色关联度分析不同参数组合下的熔覆层质量与理想的熔覆层质量之间的关联度,从而找出最佳的激光熔覆工艺参数组合.结果表明,激光功率与扫描速度是影响熔覆层形貌的主要因素,并且在激光功率为400W,扫描速度为7mm/s及送粉速率为0.7r/min的条件下,所获得的熔覆层质量最优,为激光熔覆工艺参数的选择提供理论支持.     

基于面向对象Petri网的供应链运作建模

采用了面向对象的Petri网(object-oriented Petri net,OPN)的方法来分析网络化制造环境下的供应链运作,这种方法采用计算机集成制造开放系统(CIMOS)的规则来模拟制造供应链的业务流程.通过这种模式下的供应链运作描述,以网络化制造技术中心为支持,提出供应链运作模式;构建各参与对象OPN模型,获得系统P不变量,在此基础上分析系统的性能如死锁、溢出以及冲突等.以制造商为例的OCN的关联矩阵和P不变量分析,证明构建的模型具有良好的性能.     

激光热辅助磨削石英玻璃的实验研究

采用正交实验研究了工艺参数对石英玻璃激光热辅助磨削后的表面粗糙度、表面形貌和砂轮磨损情况的影响.结果表明:激光热辅助磨削可以提高临界磨削深度、石英玻璃的表面磨削质量及效率.激光功率对激光热辅助磨削表面粗糙度影响最大，但不呈线性关系，最优激光功率为175W，对应粗糙度为0.262.通过激光辅助，实验过程中玻璃脆性下降，塑性提高，实现了石英玻璃的塑性域磨削，减轻砂轮磨损，降低了磨削表面的剥落坑.     

基于有限元方法的液体动静压主轴系统数字化分析

轴承的支撑特性与主轴系统的动态特性直接影响着磨削加工质量,液体动静压主轴系统的动态特性主要体现在轴承的支撑刚度与阻尼.首先使用流体动力学分析技术对液体动静压轴承进行不同参数下的油膜承载能力、油膜温度场分析,进而使用动网格技术对油膜支撑刚度与阻尼进行分析.然后将所得到的支撑刚度与阻尼转化为等效模型应用到主轴系统动态特性有限元分析中,对主轴系统进行动态特性分析.最后采用实验方法测量主轴系统固有频率以验证分析方法的正确性.     

精磨孔挤压液膜阻尼器减振效果仿真

仿真研究了精磨孔挤压液膜阻尼器设计参数对其减振效果的影响,提高了挤压液膜阻尼器对砂轮主轴的减振效果·根据达朗贝尔原理建立了切削状态下挤压液膜阻尼砂轮主轴中心运动轨迹的仿真模型,在不同的阻尼器设计参数下对挤压液膜阻尼砂轮主轴中心运动轨迹进行了仿真·根据仿真结果设计了挤压液膜阻尼砂轮主轴并进行了磨削实验·实验结果表明挤压液膜阻尼器有效地抑制了砂轮主轴的振动,使精密孔的加工质量提高了25%以上,验证了仿真结果的正确性,说明所建立的仿真模型是正确的·     

基于多色图理论的产品配置模型寻优及其系统

为了更准确地建立复杂产品结构之间的配置关系,提出了一种新的基于多色图理论的产品结构配置模型,给出了其数学模型,并应用改进蚁群算法对该模型进行了最优求解,最后基于该模型开发了产品配置管理的原型系统.结果表明,基于多色图理论的产品配置模型能够对复杂产品结构之间的配置信息、产品属性、装配关系等进行准确描述;同时,原型系统的开发让复杂产品设计并行化成为可能,为用户进行设计协作开辟了一条新的途径.     

基于石墨烯强化MQL的GH4169合金铣削表面质量研究

为了改善GH4169合金铣削加工的表面质量,基于微量润滑(MQL)技术,将石墨烯纳米粒子添加到植物油基切削液中以强化其冷却润滑性能.结合正交试验方案,采用极差分析和方差分析方法,研究了MQL参数(石墨烯质量分数、切削液流量、气体压强)对表面粗糙度的影响规律,并得到了最优的参数组合.研究结果表明,石墨烯质量分数对GH4169合金铣削加工表面粗糙度的影响是最显著的,其次是气体压强,最后是切削液流量;同时,最优的表面粗糙度为0.406μm,最优参数组合为石墨烯质量分数0.1%,切削液流量60mL/h,气体压强0.6MPa;适当的MQL参数可以显著地改善切削区的冷却润滑状态,从而改善表面质量,降低表面粗糙度.     

Al2O3陶瓷的激光辅助磨削机理

针对氧化铝陶瓷难加工、加工表面质量差等问题,进行了激光辅助热磨削加工的研究.根据氧化铝陶瓷的热物理性能参数,分析了激光辅助磨削热加工机理,搭建激光辅助磨削加工实验系统,进行激光辅助磨削与常规磨削加工实验.采用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦分析加工后的工件表面.结果表明:采用激光辅助磨削加工氧化铝陶瓷可改变材料的去除方式,使陶瓷的脆性去除变为塑性去除;与常规磨削加工相比,加工表面形貌脆性断裂减少,表面粗糙度值更低,表面质量更好,砂轮使用寿命延长.     

光学自由曲面铣床静动态特性研究

根据光学元件的加工工艺特点对光学自由曲面铣床进行了设计,并对光学自由曲面铣床进行了有限元(FE)建模及静动态特性分析.结果表明:在重力载荷条件下铣床原点位置时,重力平衡装置未工作时导轨直线度为0.7μm,重力平衡装置工作时导轨直线度为0.035μm,重力平衡装置未工作时丝杠直线度为2.3μm,重力平衡装置工作时丝杠直线度为0.2μm.提取了不同结构方案及材料方案光学自由曲面铣床的固有频率,振型显示影响加工精度的铣床首阶振型为第三阶,最优的动态特性设计方案为铣床Z轴电机安装在顶板上及铣床结构材料采用天然花岗岩,铣床结构材料采用天然花岗岩相比于铸铁可以显著提升铣床动态特性.     

钛粉末激光快速成形三维建模与成形机理

金属快速成形技术具有能够快捷地制造形状精度很高的复杂金属制件的优点,尤其在生物仿生复杂多孔结构制造方面具有较大的发展空间。为了解决金属快速成形加工过程中的成形质量不一致、组织形态差异大的问题,采用三维造型、温度场模拟与组织生长技术进行分析与求解。使用有限元法实现成形过程温度场的仿真,分析相关工艺参数对温度的影响作用。在求解温度场的基础上,通过耦合有限元法和元胞自动机可以再现快速成形过程的晶体组织形成过程。基于晶体的形核和生长机理建立纯金属晶体组织形成的元胞自动机模型,该模型需要能够实现晶粒的择优生长。结果表明:基于温度场分析的宏观有限元模型结合微观元胞自动机模型进行耦合计算能够实现快速成形晶体组织的优化与控制,其仿真结果和相关文献一致度达到95%以上。