机床大规模公差设计策略与数字化方法

针对计算机辅助公差设计的发展状况,提出一种机床大规模公差设计的策略及其实施方案。实施中以误差敏感性分析作为机床公差设计的重要依据,以公差控制效果的数字化预测作为公差检验及调整的具体指导。介绍了机床通用误差模型的建立原理及方法,以平面为例给出了公差数学模型的建立方法及表示形式,并给出了公差控制效果预测方法的示例。     

三维在机检测数据自动生成技术

CNC加工后在机检测是精度质量控制的关键,在机检测可控制单工序加工完成流转至下道工序前完成精度误差补偿,从而确保单工序精度在公差范围内。传统手动标注质量检测数据方式以平面、直身面等2D面为主,检测数据少、操作繁琐,数据参考价值低。应用C语言及UG软件开发,自动判断特征类别,匹配对应的精度公差要求,自动生成3D检测数据。配合CNC在机检测功能,提升单工序精度修正补偿能力,降低返工率。     

反求设计中公差模型的研究

本文分析了公差和误差在产品生命周期中的表现，论述了目前公差模型的发展现状及其常见的几种形式，从反求设计的特点出发，讨论了建立反求设计中公差模型需要考虑的因素，从而提出了一种公差模型的框架结构。     

690U形管生产精准投料方式研究

以核安全1级"薄、细、长"核电蒸发器用690 U形管的生产组织方式为研究对象,研究其在生产制造过程中物流、信息流和过程质量控制等方面对最终成品成材率的影响。研究认为:在严格的核质保要求下,合理的工艺过程和稳定的工序质量控制是提高其成材率的基础。根据三道次冷加工变形的工艺特性,通过改进和创新生产组织方式,提升产品综合合格率和精准投料控制水平是提高成材率的重要途径。     

加强管理提高铸造工序质量

介绍了数理统计工艺控制过程中评价工序质量的工序能力及工序能力指数，并应用数理统计工艺控制软件（ＦＴＳＰＣ）对我国部分铸造厂家的生产情况进行了分析，指出提高铸造生产水平的关键在于提高工序能力指数，提高工人素质，加强质量管理。     

基于现值质量损失的并行公差技术研究

在并行设计环境中,用多变量质量损失函数在连续复利条件下把产品质量特征的退化作为一个连续的现金流量函数进行建模,从而建立了多重质量特征产品的质量损失现值与其相关工序参数的函数关系。在此基础上,把质量损失的现值和产品随时间退化的影响集成到总的装配成本模型中,建立了并行公差设计的优化模型。产品的并行优化设计与工序公差,通过使总的装配成本最小化获得。一个圆锥齿轮装配的并行优化分配设计与工序公差实例验证了该模型在实践中的有效性。     

整体叶盘叶片加工补偿策略及实验研究

目的 降低航天发动机整体叶盘的加工误差,实现产品高精度化。方法 建立整体叶盘叶片加工变形量全局分布有限元模型,考虑补偿加工时刀具修正量与变形误差的耦合效应,采用多次迭代法计算叶片变形补偿量;提出反向重构几何模型补偿策略,利用补偿量对叶片几何轮廓进行重构,重新生成包含叶片变形误差信息的刀轨程序。通过某型号航空发动机整体叶盘叶片铣削加工实验和型面精度测量实验,对变形分布预测模型及所提出的反向重构模型补偿策略进行验证。结果 预测结果与实验结果有很好的吻合度,平均误差为7.96%;新的补偿策略数据嵌入方式高效,可显著降低加工过程中产生的变形误差,将成品精度控制在设计的许用公差范围以内。结论 所提方法可以明显提高整体叶盘叶片铣削加工质量,可为后续磨削加工提供更高型面精度的叶片零件。     

某体育场大管径单曲压环梁工厂预拼装技术

介绍了大管径单曲压环梁工厂预拼装总体思路、控制要点及预拼装工序技术要求,重点阐述了构件在预拼装过程中胎架布置、压环梁与端部插板的组焊顺序及相关的焊接工艺要求等,严格控制过程质量,保证构件制作精度,减小现场的安装误差,提高一次性安装合格率。     

计算机辅助求解工序尺寸

文章介绍了SJCAPP系统中自动求解工序尺寸及公差的计算方法和原理。系统采用图解跟踪法的尺寸链原理搜寻工艺尺寸链,利用整体联系原则校核与调整公差及余量,达到所确定的工序尺寸经济合理。图6幅，表2个，参考文献2种。     

稳定性工艺过程统计尺寸公差的实现方法

在机械加工中，使用统计公差组织生产，可以降低工艺成本，提高配合质量，避免极限尺寸的孔与极限尺寸的轴相互装配，从而获得最佳的技术经济效果，因此在生产中保证统计公差的要求是十分重要的。统计公差的要求可以通过工艺系统的调整来实现，文章试图通过试切一组工件的方法来调整工艺系统，并通过改变工艺系统精度和试切的工件数量来改变实际尺寸分布，从而实现统计尺寸的要求。     

带钢退火关键工艺与产品质量综合控制技术概述

冷轧带钢退火方式有连续退火与罩式退火两种,分析了带钢连续退火与罩式退火生产中的主要技术难题,介绍了在冷轧带钢退火工序所取得的技术成果。首先,从连退机组带钢跑偏、瓢曲与板形方面提出了跑偏因子,瓢曲指数,炉内单元内、外板形等参数,简述了相应的表征模型与预报技术;随后,从连退机组炉内张力与炉辊辊形方面简述了连续退火过程以稳定通板与质量控制为目标的连退炉内张力、炉辊辊形优化技术;最后,以治理罩退机组钢卷粘结为目标,从钢卷装炉角度简述了罩退过程装炉优化技术。在此基础上,叙述了该技术成果实施效果与现场应用情况,典型带钢产品的跑偏与瓢曲缺陷发生率控制在0.3%以内,板形改判率控制在0.08%以内;罩退钢卷产品的粘结发生率控制在0.1%以内,实现了对连退机组的跑偏、瓢曲以及板形缺陷与罩退机组的钢卷粘结缺陷的有效治理,大大提高了退火产品质量,保证了退火工序的稳定生产,提升了产品市场竞争力。     

Incorporating tolerances of customers’ requirements for customized products

Tolerancing conventionally deals with the variation of manufacturing processes to meet the requirements of product quality. With the development in product customization, it has been generally accepted that customers’ requirements also have acceptable tolerance range. This flexibility provides an opportunity to better match customer requirements with richer product offerings through customization. A probabilistic model is presented in this paper to incorporate the tolerance of functional requirements into customized product design. By leveraging on the requirements tolerance, customers are more likely to get their desired products. Customer requirements tolerance can thus open up a new dimension for product customization.     

大直径深孔凿岩钻孔偏斜的机理及其控制方案

通过对钻孔偏斜的影响因素及力学特征的分析,建立了钻头偏载的力学模型,从而揭示了凿岩过程钻孔偏斜的机理,提出了控制钻孔偏斜的推进力控制方案,试验结果表明,该控制方案能够随钻孔过程中孔内钻杆质量的变化及孔内因素的变化,自动改变推进器的推进力,从而有效地控制钻孔偏斜。     

宽幅冷轧带钢连退跑偏影响因素的定量分析研究

冷轧带钢连续退火过程中的稳定性决定了生产的效率和产品质量,而带钢跑偏严重影响了连退工艺的稳定性,这种情况在宽幅带钢的生产中尤为明显,其容易引发限速或断带事故。因此,在生产较宽较薄带钢时,应提高连续退火炉内,尤其是加热段中前期的带钢跑偏控制水平。通过生产试验,研究了宽幅冷轧带钢的板形因素对连退炉内带钢跑偏的影响;采用ABAQUS有限元分析软件,建立了具有复杂板形的带钢与炉辊耦合的有限元动态模型,从炉内工况的角度,对炉内工艺参数对带钢跑偏的影响进行了定量分析。结果表明,对于宽规格带钢,应采用5~10 IU的双边浪模式;炉内工艺参数中张力制度以及带钢与炉辊表面的摩擦状态对炉内带钢跑偏具有明显影响:张力越大、带钢与炉辊表面间的动摩擦因数越大,越不容易跑偏;带钢运行速度虽对单位跑偏量无显著影响,但其能加快跑偏量的积累。因此,在工艺段通过对张力、带钢运行速度的调节,以及对炉辊表面状态的优化,可以提高炉段带钢跑偏控制水平。     

Analysis–synthesis of dimensional deviation of the machining feature for discrete-part manufacturing processes

Dimensional deviation analysis has been an active and important research topic in mechanical design, manufacturing processes, and manufacturing systems. This paper proposes a comprehensive dimensional deviation evaluation framework for discrete-part manufacturing processes (DMP). A generic, explicit, and transmission model is developed to describe the dimensional deviation accumulation of machining processes by means of kinematic analysis of relationships between fixture error, datum error, machine tool geometric error, fixturing force inducing error and the dimensional quality of the product. The developed modeling technology can deal with general fixture configurations. In addition, the local contact deformations of the workpiece–fixture system are determined by solving a nonlinear programming problem of minimizing the total complementary energy of the frictional workpiece–fixture subsystem in machining system. Moreover, the deviation of an arbitrary point on machining feature can be also evaluated based on a point deviation model with prediction dimension deviation from the transmission model. The dimensional error transmission within the machining process is quantitatively described in this model. A systematic procedure to construct the model is presented and validated. This model can be also applied to process design evaluation for complicated machining processes.     

机加工对圆棒金属拉伸试样试验结果的影响

介绍了机加工对金属圆棒拉伸试样力学性能检测结果的影响。按照国家标准中关于圆棒拉伸试样的机加工要求以及金属材料室温拉伸试验方法,分别从圆棒拉伸试样的尺寸公差、形状公差、表面粗糙度及过渡圆弧半径4个方面进行了讨论。结果表明,形状公差越大,抗拉强度和断后伸长率越小;尺寸正公差越大,其断后伸长率越大,尺寸负公差越大,其断后伸长率越小;表面粗糙度越大,抗拉强度和断面收缩率下降的趋势越明显,表面粗糙度越小,抗拉强度和断面收缩率逐渐增大且慢慢趋于缓和;过渡圆弧R越大,其上屈服强度是逐渐增大的,但是当过渡圆弧满足R≥0.75d0后,其上屈服强度的增加逐渐变缓。     

挤压工艺参数对拐角长悬臂空心铝型材出口截面流速和温度分布的影响

以拐角长悬臂空心铝型材为例,使用Hyper Xtrude分析软件对其挤压过程进行数值模拟,设计正交试验研究了挤压速度、棒料预热温度、挤压筒预热温度、模具预热温度、棒料直径、棒料长度等工艺参数对型材出口截面流速均方差(SDV)和温度均方差(SDT)的影响规律。结果表明:通过极差分析及再次模拟确定最优方案为:挤压速度1 mm·s~(-1),棒料预热温度440℃,挤压筒预热温度420℃,模具预热温度400℃,棒料直径Φ150 mm,棒料长度450 mm,对应的SDV与SDT分别仅为1.3680和1.9130,保证挤出型材获得高的综合质量。通过方差分析得到挤压速度对SDV的影响度及棒料预热温度对SDT的影响度分别高达67.50%和76.41%,定量地表明挤压速度和棒料预热温度分别是影响型材外观质量和内部组织的最主要工艺参数。工厂挤压出的合格产品验证了最优方案的可靠性。     

电弧焊接焊缝偏差方法研究

焊缝跟踪技术是自动电弧焊接的一个重要研究领域,实现精确的焊缝跟踪对于提高焊接质量具有非常重要的作用。而要实现精确的焊缝跟踪,焊缝偏差(即焊缝中心与电弧的偏差)检测技术是一个关键。通过图像处理技术,选取熔池图像处理区域(包括熔池前端与熔池前端部份焊缝),并将熔池图像质心作为分析焊缝偏差的特性参量,研究利用熔池特性参数来建立焊缝偏差测量视觉模型的方法。     

宽规格五机架冷连轧机组硅钢高精度断面控制技术研究

横向厚差是硅钢产品板形的一项关键指标。针对目前UCM轧机轧制无取向硅钢横向厚差大的问题,以涟钢五机架UCM冷连轧机组为研究对象,建立了六辊轧机辊系的二维变厚度有限元模型。在结合现场实际情况的基础上进行大量仿真模拟计算,开发出可以实现高精度断面控制的ECC( Edge Crown Control )工作辊辊型曲线。现场试验结果表明：ECC辊型可以有效控制产品的边降,提高无取向硅钢产品的横断面控制精度。     

药芯焊丝焊接时电参数的瞬时波动现象分析与检测

药芯焊丝在焊接过程中经常出现电参数的瞬时波动现象,通过预置焊丝缺陷的试验证实,这种瞬时波动现象是由药芯焊丝的不均匀性造成的,采用汉诺威焊接质量分析仪可对这种瞬时波动现象进行检测,设计60s×3和在每时间段内以0.25s为单位分割计算焊接电参数的标准偏差方法,可以定量地检测药芯焊丝的均匀性。