机床再制造技术框架及产业化策略研究

机床再制造实际上是一种基于废旧机床资源循环利用的机床制造新模式，对于循环再利用我国量大面广的老、旧机床设备资源以及更新提升我国制造业机床整体质量和制造加工能力具有重要意义，并将导致若干新兴产业的形成。在分析国内外机床维改再利用现状及不足的基础上，总结提出机床综合再制造流程，并建立废旧机床再制造技术框架；结合机床再制造新兴产业的发展前景，分析并提出其产业需求、产业主体、产业模式等产业策略。     

基于扩展一阶混合Petri网的机械制造系统碳流动态建模方法

机械制造系统是生产与能源的强耦合系统.针对其耦合特性,提出一种基于扩展一阶混合Petri网的碳流动态建模方法.对机械制造系统碳流动态特性进行分析,建立相应的系统边界,由系统边界分析制造系统的生产构成、运行模式,并导出能量、物料平衡方程以及碳排放量计算公式,为模型的建立奠定数量分析基础.针对机械制造系统能耗的连续性及离散状态对连续过程的影响等,在原一阶混合Petri网的基础上,引入控制弧、抑制弧相关元素以增强建模语义,并给出模型的形式化定义及规则说明.以某制造系统自动生产线为例,建立相应的多目标函数及约束条件,仿真优化其能量流、物料流的时域特性,并计算碳排放量,对所建模型进行验证,为企业实施低碳制造奠定一定的理论基础.     

基于Archard模型的机床导轨磨损模型及有限元分析

机床导轨的磨损是导致机床精度降低或丧失的重要因素。针对机床导轨磨损深度的预测问题,提出了一种基于Archard模型与有限元模拟试验的机床导轨磨损分析方法。该方法基于修正的Archard模型形成一种磨损深度的计算公式,并采用一种离散化计算方法进行求解;结合ANSYS软件,提出机床导轨磨损有限元分析模拟的方法及流程;最后,以车床滑动导轨为例,用有限元试验方法对机床导轨的磨损过程进行模拟分析,得到磨损深度关于磨损次数的计算公式,其结果表明:机床导轨磨损深度的仿真模拟值与实际值具有一致性。     

机电产品绿色再制造综合评价模型及应用

为有效评估废旧机电产品的可再制造度,支撑废旧机电产品绿色再设计和再制造方案的形成,结合绿色制造技术、质量、经济、资源、环境(TQCRE)五大决策属性,通过对影响废旧机电产品再制造的技术、经济、质量、资源、环境和时间等因素进行分析,建立了废旧机电产品绿色再制造综合评价指标体系及其框架流程.通过定性和定量相结合、模糊综合评价等方法,建立了绿色再制造综合评价模型,并通过一个实例验证该模型的可行性和实用性.     

面向生命周期的机床再制造过程模型

为了实施机床再制造,从而低成本地恢复与提升装备加工能力,从机床制造/再制造的生命周期出发,建立了一种面向生命周期的机床再制造过程模型,并建立了机床再制造的再设计、工艺过程、质量控制、资源消耗和环境影响视图,对机床再制造过程进行了全面分析.结合车床C616再制造对机床再制造的过程进行了分析.     

基于监测诊断的在役机床个性化再设计技术体系

在役机床再制造具有典型的个性化特征。在分析在役机床再制造个性化需求的基础上，提出了在役机床个性化再设计的概念，并分析了多重个性化内涵；从机床产品生命周期、机床整机及零部件性能演化与损伤等理论基础，运行状态数据采集与监测、数据存储与处理、状态诊断与决策分析、个性化再设计支持工具等支撑技术以及个性化匹配、可再制造性评价、质量提升再设计、智能化提升再设计、绿色化提升再设计等关键技术三个方面构建了基于监测诊断的在役机床个性化再设计技术体系；最后，结合某在役重型卧式车床再设计过程进行了案例分析。     

机床再制造技术框架及产业化策略研究

机床再制造实际上是一种基于废旧机床资源循环利用的机床制造新模式,对于循环再利用我国量大面广的老、旧机床设备资源以及更新提升我国制造业机床整体质量和制造加工能力具有重要意义,并将导致若干新兴产业的形成.在分析国内外机床维改再利用现状及不足的基础上,总结提出机床综合再制造流程,并建立废旧机床再制造技术框架;结合机床再制造新兴产业的发展前景,分析并提出其产业需求、产业主体、产业模式等产业策略.     

机械装备再制造可靠性研究现状及展望

为保证再制造装备的可靠性并实现其可靠性增长,分析阐述再制造机械装备可靠性的定义和内涵,进而提出机械装备再制造可靠性研究的主要内容。在综述国内外机械装备再制造可靠性研究现状的基础上,指出当前研究存在的主要问题及不足。从机电集成化、计算机仿真化、跨学科化和全生命周期化四个方面,对机械装备再制造可靠性研究的发展动向进行了展望。     

圆柱齿轮滚切倒棱刀具设计

针对实际生产中圆柱齿轮的高速齿廓倒棱需求,提出了连续切削的滚切倒棱新方法,完成了滚切倒棱刀具廓形设计。首先参考圆柱齿轮滚齿加工运动,建立刀具与齿轮的初始位置关系及刀具安装位姿坐标系,并通过倒棱参数与所建的安装位姿坐标系计算刀具安装位姿参数;其次根据倒棱运动及刀具安装位姿,建立空间运动坐标系并推导坐标系间的变换关系,通过连续求解刀具前刀面与齿轮倒棱目标廓形的接触点,提出刀具廓形计算方法;最后选取某型号的圆柱斜齿轮为倒棱对象,利用切削仿真软件完成齿轮及滚切倒棱刀具的三维建模,通过编写仿真运动程序实现倒棱切削仿真,在此基础上利用倒棱机床进行加工实验。仿真及实验结果表明,所设计的倒棱刀具能够满足圆柱齿轮的高效齿廓倒棱需求,也验证了刀具廓形计算方法的正确性。     

基于神经网络和再制造因子的再制造机床可靠性分配方法

为了保障和提高再制造机床的可靠性,提出一种基于神经网络和再制造因子的再制造机床可靠性分配方法.该分配方法根据可靠性逐级分配的思想,建立再制造机床故障树模型,将再制造机床的故障划分为系统级、子系统级和零部件级;训练三层前馈神经网络,将整机可靠性目标从系统级分配到子系统级;基于多层模糊评价确定再制造因子,提出再制造因子与概率重要度结合的可靠性分配方法,将可靠性从子系统级分配到零部件级;以数控滚齿机再制造为工程算例,将可靠性目标分配到再制造滚齿机各个零部件.结果表明,该方法可以保证再制造机床达到可靠性目标并实现可靠性提升.