考虑刀具磨损的数控车削批量加工工艺参数节能优化方法

在数控车削批量加工过程中,刀具磨损的加剧会导致能量消耗显著增大.针对现有节能优化研究忽略了刀具磨损状态和工艺参数对能耗的协同影响的问题,提出一种考虑刀具磨损的数控车削批量加工工艺参数节能优化方法.首先,分析刀具磨损和工艺参数对数控车削批量加工能耗协同影响机理;基于此,以批量加工总能耗最低和完工时间最小为目标,以不同刀具磨损状态下的工艺参数为优化变量,建立了考虑刀具磨损的数控车削批量加工工艺参数节能优化模型,并采用多目标模拟退火算法进行优化求解.与经验方案相比,通过算法优化得到的加工方案总能耗降低14.9％,总时间降低9.8％,验证了该方法的有效性和实用性.     

新型注塑机合模机构内循环节能机理

精密和节能是注塑工业发展的必然趋势。针对精密型全液压注塑机移模过程中能耗大的特点,提出一种新型内循环二板式注塑机合模机构,其中关键部件内循环锁模液压缸在实现移模过程液压油内循环的同时也为移模动作的阻力系统,形成节能与耗能的矛盾系统。为深入理解内循环合模机构移模过程的能耗机理,建立内循环锁模液压缸内部液压油三维流动的数学模型及边界条件,利用计算流体动力学原理,采用动网格技术与有限体积法,并利用FLUENT中基于压力的求解器进行求解,得到移模过程中内循环液压缸内部液压油压力场及速度场分布,并考虑不同移模速度对它们的影响,由此揭示新型内循环二板式合模机构的节能机理。能耗试验表明,移模过程中锁模系统阻力小,该新型二板式合模机构能使全液压直压式注塑机跃升至一级节能注塑机的行列,解决了传统全液压直压式注塑机能耗大的问题。     

大型复杂铸件无模快速制造技术的研究与应用

针对大型复杂铸件开发周期长、成本高等问题,对大型复杂铸件无模快速制造技术进行研究。基于计算机辅助设计、工程与制造软件,将铸造工艺计算机辅助设计、铸造工艺计算机辅助工程优化分析、无模铸型计算机辅助设计与无模铸型计算机辅助制造快速加工等数字化技术集成应用于大型柴油机飞轮壳铸件开发的全过程,快速得到合格铸件。实践证明,计算机辅助设计、工程与制造的集成方法,突破了传统有模铸造的技术局限,具有快速、高精度、高效率、低能耗的特点,适用于单件、小批量、多品种大型复杂铸件新产品的快速开发。     

复杂铝合金壳体件无模铸造工艺研究及应用

基于复杂壳体的结构特点和铝合金铸件工艺特征,利用铸造模拟技术和数字化无模成形技术,完成工艺优化设计和铸型高效加工,快速开发出了合格的铝合金壳体件,有效缩短开发周期,降低开发成本,提高产品质量。     

大型铸件节能节材技术与工艺应用实例

正能耗高、材料利用率低、污染严重、经济效益低等制约了铸造行业的发展,因此节能节材已成为中国铸造行业健康发展的首要问题之一。铸造行业是制造工业中的能耗大户,因此节能潜力很大。能耗高、材料利用率低、污染严重、经济效益低等制约了铸造行业的发展,因此合理利用能源及材料,节能节材已成为中国铸造行业健康发展的首要问题之一。现将我公司在大型铸件生产中应用的节能节材技术与工艺情况进行简单介绍。     

金属型重力铸造条件下的铝合金铸件生产技术

为了可靠提高铝制铸件产品的性能和品质,基于金属型铸造热交换的特点,通过制定金属型铸造工艺规范、调整涂料配方等技术方案,控制金属型的预热及上下型的温差、浇注温度与开模时间等工艺参数,达到了提高金属型使用寿命和铸件品质的目的。     

冷冻砂型高精高效制备过程研究

对采用数字化无模铸造精密成形技术制备铸造用冷冻砂型的高精高效成形过程进行了研究,基于砂型尺寸精度控制和局部瞬态热场分析对冷冻砂型的切削加工参数进行联合约束,优化得到适于冷冻砂型加工制造过程的工艺参数,在切削刀具进给速度100 mm/s、主轴转速4000 r/min、切削深度4 mm、切削宽度12.8 mm条件下,通过数字化无模成形技术制备出的冷冻砂型尺寸精度较高,冷冻砂型切削区域局部瞬态温度较低,该切削参数适用于冷冻砂型的长时稳定低温制备加工过程,可实现冷冻砂型的高精高效制造。     

挤压铸造工艺参数的案例推理设计方法

挤压铸造工艺参数是挤压铸造的关键,目前主要通过实验和经验来确定,效率低。结合数据驱动制造的趋势,提出基于案例推理的挤压铸造工艺参数设计方法。将收集的工艺数据视为案例,然后构建挤压铸造工艺参数的马尔可夫毯约简非关键影响因素,去除冗余影响因素并建立案例属性的关系,在此基础上,应用信息熵确定彼此的权重,然后基于案例推理原理得到新材料铸件的工艺参数。通过实验和应用,证明了该方法的有效性和准确性,为挤压铸造工艺参数设计提供了新的方法,可大幅度节省设计时间,也加强了对已有数据的利用。     

基于支持向量机数控机床切削能耗预测方法研究

数控机床在制造业中耗能比例大,研究其耗能至关重要。在数控机床切削过程中,切削参数的不同直接影响数控机床切削能耗大小。基于此分析切削过程中切削速度、进给量和切削深度等切削参数对数控机床切削能耗的影响,搭建基于支持向量机数控机床能耗与切削参数的模型。实例对比验证了基于支持向量机数控机床能耗预测方法的可行性,简化了传统经验公式繁琐的计算过程,相对于BP神经网络法比较精确,为数控机床节能问题、能耗定额等实际问题提供了基础理论依据。     

大数据驱动的离散制造车间实时能效分析方法

为实现生产过程的节能减排,提出一种大数据驱动的离散制造车间实时能效分析方法。首先,从能耗数据与工艺数据两个方面构建了制造数据封装模型,以实现制造大数据的采集与存储;其次,通过数据聚类与数据关联分析,建立了制造大数据分析方法,实现了能耗数据的特征提取及其与工艺数据的关联融合,并据此建立了离散制造车间多层次实时能效分析指标。该方法将大数据处理与制造车间能效分析相结合,通过能耗数据的挖掘分析与可视化展示,为智能车间的节能控制提供了决策依据。     

消失模铸造法中铸钢件的线收缩率分析

消失模铸造不仅工艺过程与传统的工艺有很大差别,而且有些工艺参数也有所不同。在生产过程中,我们发现在消失模铸造中,板类铸钢件从白模到黑模的线收缩量不同于普通砂型铸钢件。消失模     

铸辗复合成形法兰坯高温变形行为及加工图

环件铸辗复合成形工艺具有缩短工艺流程、高效和节能节材等优点,研究铸态环坯在铸辗复合成形工艺下的高温变形行为,揭示其组织演变机理,是实现材料在该成形工艺中成形与成性的关键。在不同变形条件下对砂型铸造和离心铸造Q235B法兰坯进行高温压缩试验,分析其流变应力的变化,推导出二者的本构方程。综合变形温度和应变速率对材料微观结构与性能的影响,建立基于动态材料模型的加工图。试验结果表明:二者的流变应力随着应变速率的增加和变形温度的降低而增大。离心铸造法兰坯的流变应力较低,动态再结晶易于发生,且功耗效率值及其变化幅度都要大于砂型铸造,表明了其显微组织变化剧烈,演变更加充分。结合二者的热加工图及其识别出的典型区域显微组织,获得了适合该法兰坯辗扩工艺的热力参数范围,离心铸造可为法兰坯铸辗复合成形工艺提供高质量的铸坯。     

激光选区烧结及其在精密制造业中的应用

研究了快速、精确制造金属模具的方法,提出利用激光选区烧结(SLS)技术来快速制造高精度陶瓷型精密铸造用母模.首先,采用正交试验法研究了激光选区烧结工艺参数对制件精度的影响,确定了最佳激光烧结工艺.在此基础上利用浸水起模法替代传统的起模喷烧工艺对陶瓷型精密铸造工艺进行改进.结果表明,选定激光烧结工艺参数为激光功率25 W,扫描速度2.0 m/s,扫描间距0.19 mm,分层厚度0.25 mm时,试样尺寸收缩率最低可达2％.采用陶瓷型浸水起模法起模容易,起模后陶瓷型表面光洁,在200℃焙烧温度下抗弯强度较高,为0.361 MPa.这些结果表明,利用SLS技术能够快速、准确地制造出陶瓷型精密铸造所需母模.     

铁型及覆砂层厚度对铸件凝固的影响

为解决球墨铸铁铸件冷却凝固的影响因素问题,将数值模拟技术应用到铸造过程分析中,讨论了铁型覆砂铸造工艺中40 mm、20 mm两种不同铁型,6 mm、8 mm、10 mm、13 mm四种覆砂层厚度对球墨铸铁铸件冷却凝固的影响,建立了铸造过程中铁型厚度、覆砂层厚度、铸件厚度三者之间的关系。进一步测量了实际球墨铸铁铸件的冷却凝固曲线,验证了模拟数据,得出了铁型覆砂工艺适合球墨铸铁铸件的工艺参数。研究结果表明,该研究对球墨铸铁铸造实际应用具有较为可靠的工艺参考价值。     

盘件无模碾压技术进展及产业化分析

无模碾压技术在发动机用双性能涡轮盘成形方面具有特色优势,并广泛应用于高温合金、钛合金、轻合金和钢类等大型复杂盘件的加工成形。通过详细剖析无模碾压技术及设备研究现状,分析并探讨了现有设备样机存在的问题及实现无模碾压技术产业化应用的主要途径。研究结果表明,目前仅有俄罗斯和美国GE掌握无模碾压成形工艺和装备,国内仍处于基础研究阶段;现有样机设备刚度和强度不足,在框架结构、加热系统、成形工艺及模拟仿真方面还存在一些问题,尚不能满足高温合金涡轮盘样件的成形需求,亟需开发新一代无模碾压成形设备;基于前期在电阻炉加热系统、碾压头设计、工艺计算软件和工艺数控执行系统的研究成果,依托现有成熟的卧式数控辗环机并在其基础上改造升级,是无模碾压技术快速实现产业化的最佳途径。     

无模铸造成形技术的分析及应用

利用无模铸造技术对铸件新产品开发,可以在短时间内得到产品样件,从而对产品进行快速评价、修改及功能试验,使零部件的研发速度有较大提升,为新产品开发提供有力支撑。本文对三类典型无模铸造制造技术原理及特点进行简单介绍,并介绍了其在铸件新产品开发中的应用情况。     

铝合金进气管倾转铸造工艺数值模拟及优化

采用数值模拟技术对铸造过程进行模拟可以预判铸件的工艺缺陷,避免试错或减少试错次数,从而能够有效提升产品的开发效率。以某型号进气管为研究对象,利用现代化的虚拟制造技术对金属型倾转重力铸造工艺进行优化。广西旺峰科技有限公司拟开发生产的L3000-1008101型号进气歧管为研究对象,对金属型倾转重力铸造工艺进行相关研究。利用现代化的虚拟制造技术,在UG10.0中对该产品模具和热芯盒的各个系统进行设计,并基于铸造数值模拟软件ProCAST对设计工艺进行模拟分析。根据分析结果,对铸件的模具结构进行相关改进设计,对浇注工艺参数进行调整,更好地保证了铸件的质量。     

面向能耗的多刀具孔加工刀具直径及工艺参数集成优化模型

刀具直径和工艺参数对机床加工能耗影响显著。与单独优化刀具直径或单独优化工艺参数相比,开展刀具直径及工艺参数集成优化能进一步降低机床加工能耗。为实现面向低能耗的多刀具孔加工过程中刀具直径及工艺参数集成优化,首先,系统地分析了多刀具孔加工过程的加工时间和加工能耗;然后,建立以刀具直径和工艺参数为优化变量,以最小加工能耗和加工时间为优化目标的多刀具孔加工多目标集成优化模型,并采用粒子群算法对模型进行优化求解;最后,基于实际案例分析了刀具直径及工艺参数集成优化的必要性,并通过对比分析,验证了该模型的有效性和实用性。     

基于表面张力的无模型数字铸造技术研究

提出了一种基于表面张力的无模型数字铸造的技术方案。该技术方案兼有快速原型技术和连续铸造技术的基本特征,克服了目前快速原型技术效率低,且难于实现高熔点金属材料成型的缺点。首先介绍了该技术方案的基本原理;然后推导了该技术方案的基本工艺参数的确定方法;最后展望了该技术方案可能的应用前景。     

电动液压助力转向系统能耗分析与仿真

汽车节能已成为汽车技术发展的主题,而传统的发动机驱动助力转向系统已呈逐渐被取代趋势。首先基于MATLAB&Simulink建立了汽车电动液压助力转向系统(EHPS)的机械、液压模型进行仿真,并通过试验数据对其加以验证。在此基础上,研究了各主要参数在不同路况下的能耗变化规律,进而找到了对EHPS能耗起最大影响的关键参数。通过对关键参数敏感性的研究,提出了降低EHPS能耗的潜在方向,有利于进一步挖掘EHPS在较大轴荷乘用车、轻型商用车以及重型商用车领域仍有较大的应用潜质。