等同制造工艺的提出与应用分析

在机械加工制造中,有许多尺寸公差精度要求很高,而采用普通的加工机床和量具又无法加工测量。但有些设计尺寸公差精度要求很高的工件,在保证工件装配后使用性能的前提下,经过对工件的工艺性再设计,从而采用普通的机床量具加工制造出满足装配使用性能的合格工件。由此归纳提出了下述等同制造工艺的概念。     

基于分层制造思路下的数控加工复合高速成形思路研究

为弥补现有分层制造技术在精度、尺寸、材料方面的缺陷与限制,同样为了克服传统数控加工技术在制造形状复杂、固定性较差的工件方面存在的问题,将数控加工技术与分层制造思路有效结合起来,形成复合高速成形工艺。本文首先概述了基于分层制造思路下的数控加工复合高速成形思路,然后为验证其可靠性,进行了成形实验研究,旨在探讨将此项技术应用于工件制造中的具体优势。     

制造信息学应用——机械加工精度的自组织研究

制造目标是他确定的。组织实施他确定的制造目标的方法有他组织和自组织2种。讨论了一种制造目标－－机械加工精度的他组织物化特点。着重阐述了机械加工精度的自组织物化原理，并给出了应用案例。     

高性能制造

随着应用空间的不断拓展和服役性能的不断提升,航空航天、能源动力、信息电子等领域对高端装备的需求迫切。这些高端装备以承载、传导、换能、隐身等性能的精准保证为主要制造目标,不仅性能要求高,且往往结构复杂、材料难加工、表面完整性或精度要求极高,制造难度极大。高性能制造是应对上述挑战,突破高端装备制造瓶颈的必然选择。从高端装备及其零件/部件/构件/器件(简称零件)的特点、制造要求和制造技术的现状出发,阐明了高性能制造的内涵、所需要探究的基础问题以及设计与制造环节的定量关联关系,建立了高性能制造的总体框架和模型表达形式,分析了高性能制造应注意的要素和应遵循的规律,给出了高性能制造的实现途径、关键技术和两个应用实例,并指出高性能制造是以性能为第一目标,设计、制造、使役等多参量关联关系建模为核心的科学、精准和最适宜的制造,也是数字化和可计算的制造,亦是以性能的精准保证为目标的性能与几何结构一体化制造。     

基于尺度效应的介观尺度零件多工位制造误差建模与分析

针对介观尺度零件制造过程中的加工精度控制问题,提出包括尺寸误差传递模型、多元统计过程控制和误差源诊断的加工精度控制体系,为精密微小零件多工序数字化制造提供了技术基础。通过研究介观尺度零件的特点及其在切削加工中的特性,提出基于微细切削尺度效应的工件变形和刀具变形引起的加工误差模型,构建了介观尺度零件尺寸误差传递的状态空间模型;在此基础上提出集成尺寸误差模型和多元统计过程控制的质量监控策略以及基于协方差分析的误差源诊断方法,实现了对介观尺度零件加工误差的诊断与加工精度的控制。以不锈钢工件微细槽铣削加工为例,验证了模型的有效性和可行性。     

泵制造中尺寸链的解算与应用

泵产品设计给定了零件的设计尺寸,尺寸链的审查是图样审核中必不可少的内容之一。在泵零件制造过程中,由毛坯尺寸到工序尺寸,工件尺寸在不断地变化,最后达到设计要求尺寸后进行装配。泵零件是由泵整机所要求的功能决定的,而整机的精度则由零件的加工尺寸精度来保证。运用尺寸链理论分析尺寸链各环之间的内在联系,及解算尺寸链掌握其变化规律,是设计者正确选择设计基准,     

夹具定位销在车身制造中的重要性

夹具定位销是焊装工厂常用的工具。对于定位方式的确定以及使用什么形式的定位销,对车身精度起着重要的作用。因此,定位销的正确使用对车身尺寸有着重要的影响。定位销的形式工件未定位前相当于自由刚体,在空间直角坐标系中具有六个自由度,即沿三个坐标轴的移动和绕此三个坐标轴的转动,工件位置的不确定导致无法进行加工。为了使工件在夹具中有一个正确位置,必须对影响工件加工表面位置精度的自由度加以限制,其中定位销就是     

高精度内圆磨具的设计与制造

在机械加工中,特别是工具制造中,经常遇到精度要求很高和表面粗糙度小的圆柱孔或圆锥孔的套类零件需要磨削加工,而磨床所配备的内圆磨具的加工尺寸又不能满足生产的需要。为此,我厂设计制造了一     

基于制造资源能力的装夹工艺分层设计技术

为发展创成式的计算机辅助工艺设计,研究了计算机辅助工艺设计系统中工件装夹规划的自动生成算法.基于扩展有向图,建立了零件的公差信息和基准-加工特征关系的数学表示模型,基于公差分析和制造资源能力模型,建立了从单件层到多件层的工件装夹工艺生产算法.该数学模型和算法可自动识别工件的加工特征、装夹基准,并根据制造资源能力和公差分析对装夹进行优化分组,实现装夹分组对工件加工精度的影响最小化,进而生成装夹规程.最后以实例证明了该方法的可行性.     

模糊神经网络与启发式算法相结合的制造单元构建方法

为提高制造单元构建效率和制造单元的可实施性,提出了模糊自适应谐振神经网络与启发式算法相结合的制造单元构建方法.该方法以加工相似模式匹配思想为指导,将制造单元的构建分为两个阶段.首先对标准模糊自适应谐振神经网络进行改进处理,并以此构建初始的工件族和设备集合;然后,在初始工件族和设备集合的基础上,建立基于规则的启发式资源优化分配算法,解决制造单元的设备共享、可选设备分配和设备负荷不均等问题.最后,以某企业机加车间生产的典型工件为例,验证了算法的有效性.     

压砖机模具制造用铣方孔工具

压砖机模具模框内孔加工(见图1模具模框简图)的精度要求很高,模框的两个长方孔尺寸允差486±0.02×250±0.02,孔内四个面相对于基准A面的垂直度允差为0.02,表面粗糙度为Ra3.2,毛坯材料是~#45钢锻造。显然,采用一般的通用机械加工机床来加工模框的长方孔堆以达到精度要求,用电火花加工机床加工成本太高。利用卧式铣床的铣头可以回转,从而改变铣削角度的原理,使我得到了启发,并设计制造出了一台专门用于模具模框加工的专用工具(见图2),它适用于等于或大于200mm×200mm瓷砖模具模框内孔的加工制造。     

虚拟数控车削加工精度预测研究

加工质量预测是虚拟制造实用化的重要标志之一。基于虚拟数控加工环境研究车削加工直径尺寸形成机理，简化工艺系统尺寸链得出三瞬心法预测工件加工精度的理论模型；在对工艺系统运动误差和切削力变形误差检测与辨识的基础上，给出了可视化交互式的仿真界面，实现对虚拟数控车削加工精度在线预测；通过试验验证了预测模型的有效性。该研究方法可以用于其他切削加工方式的加工精度预测。     

磁性定位磨孔夹具

在内圆磨床上磨削工件内孔时,往往是将工件紧贴定位元件,然后,外加螺栓、压板夹紧,这种定位形式仅适用加工精度较低工件,而对加工钻模板(图1)这类工件就很难达到精度要求。过去加工钻模板,是将工件紧靠定位元件(即以工件一外侧面和键槽定位),并用压板压在工件上面,键槽以双侧面定位,由于槽宽尺寸制造误差,定位后存在间隙,在y-y方向定位不准,发生位移;螺钉对平面B的夹     

快速切割等分圆锥体工件夹具

在铣床上切割等分圆锥体工件有几种常规加工方法,但是这些加工方法仅适合维修加工和小批量生产的需要,对于月需要量在十万件供货需求来说就是杯水车薪了.另一方面从加工成本,尺寸要求来说也不符和多、快、好、省的原则.因此,我们根据加工工件的设计和工艺要求设计和制造这套夹具工装,通过实际使用证明这套夹具可提高工效4～6倍,加工成本从以前每件0.35元下降到每件0.07元左右.无论从加工精度还是工效都达到了预想的效果(见图1).     

高性能表面层制造:基于可控表面完整性的精密制造

高性能表面层制造是具有特殊功能性表面层结构零件的精密制造,体现了高性能零件性能与几何参数一体化制造的特点。依据功能性表面层结构零件的性能要求所设计的几何参数和材料特性,选择表面层加工制造方法,确定加工工艺载荷的物质与能量输入条件,通过减控加工工艺的几何、结构、物理、化学等多源耦合约束,构建主动协调的材料加工载荷的应力场、温度场和化学位场等(多)场环境,相应地揭示零件表面完整性变化关系内禀的加工过程印记,利用可控的表面完整性与高性能零件性能的关联模型,实现具有特殊功能性表面层的精密制造。高性能表面层加工制造原理的核心是表面完整性的形成机制、评价方法和调控作用,所提出的高性能表面层精密制造的体系框架,以基于知识方法取代实验迭代的试错法,可解决高性能制造的加工制造反问题。     

多工序加工过程的误差传递建模

一个复杂的加工系统通常包括多个工序.当工件在工位问传递时,误差将会在工件上传递并累加.文中采用状态空间模型来描述误差传递.用状态空间模型的矢量理论来计算尺寸偏差的累积.论述了系统建模的推导过程.模型的有效性已经得到验证.这个模型在加工中误差来源的诊断有很大的应用前景.     

机械与制造科学“十一五”发展的战略方向(制造科学)

根据中国国家自然科学基金委员会《机械与制造科学“十一五”发展战略研究报告》，阐述机械与制造科学有关制造科学“十一五”发展战略。 给出先进制造科学技术和制造系统的内涵、研究范围及其重要性。指出“十一五”期间将进行以下研究。 成形制造科学与技术，应研究特大型及关键零部件的成形制造技术, 精密、高效、清洁成形制造科学与技术, 新材料成形制造技术与科学,激光加工成形制造科学与技术，以及基于模拟仿真的数字化成形制造科学与技术。 先进加工制造技术的主要发展方向和重要研究领域是，超高速切削加工技术和超高速磨削技术，精密/超精密加工技术和微细、复合加工技术，以及相应的新一代装备制造技术，机械加工制造追求优质、高效、低耗、柔性和洁净。 数字制造和数字装备的重要科学问题是，数字建模与仿真的理论和方法，基于视觉信息的数字装备运动规划和自律控制，数字化协同产品开发的基础理论与关键技术。 机械系统和制造过程的测量及仪器研究领域是，新型传感原理及传感器，先进制造的现场、非接触、数字化测量，微/纳米级超精密测量，超大尺寸精密测量，基标准及相关测量理论。     

组合加工法在夹具制造中的应用实践

夹具是机床切削加工的重要工艺装备,使用夹具的首要目的是保证机械零件尺寸（形状）精度及位置精度,而机械零件的制造精度很大程度上取决于加工该零件的机床夹具能否达到设计精度的要求。     

轴、孔研磨工具的结构与设计要点

随着自动化、电子计算机程序控制技术在精密机械中的广泛应用,精密机械零件对工件的表面粗糙度、尺寸精度、几何精度以及相互位置精度要求越来越高,在当今磨削设备和磨削技术尚不能满足高精度加工发展的要求时,采用研磨方法,则仍然是进行高精度加工的一个重要技术途径。如何应用研磨技术制造出高精度加工要求的工件,涉及到研磨工具的设计与制造、     

钻床夹具精度分析的新方法—实态法

在钻床上使用夹具加工工件时,被加工孔的位置精度,会受到诸多因素的影响。其影响因素有工件定位误差T_D,夹具制造误差T_z,夹具安装在机床上的安装误差T_A,由于被加工件的变形、夹具定位件、导向件、刀具的磨损、以及刀具的偏斜引起的随机误差T_S等。当被加工孔的位置精度有一定要求时,要用尺寸链原理综合分析各误差的累积关系,使所设计的夹具能保证工件的加工精度要求.在误差尺寸链的各环中,工件被加工孔的仕置精度T_0为封闭环,影响加工精度的各误差T_1为组成环。由于各误差的性质、工件或夹具元件的加工批量和加工方法的不同,使得尺寸分