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.     

制造过程环境影响评价方法及其应用

制造过程是产品生命周期中直接消耗资源和产生环境污染的重要阶段。由于制造工艺的多样化和环境影响因素的复杂化,至今仍缺少对产品制造过程环境影响评价的有效方法。事实上,每个制造工艺过程都可以看成是一个输入-处理-输出(IPO,Input-process-output)的过程,并可以利用IPO图或模型及其清单分析表进行描述和数据采集。基于工艺IPO过程模型和列昂波特相互作用矩阵,提出一种零件制造过程物料和能量消耗、环境废物排放和安全性的评价方法及其技术框架。结合一个齿轮零件的制造过程对上述方法进行了说明和验证。     

工具车间无纸化加工模式及其应用系统开发

工具车间生产属于典型的单件小批量多品种生产方式,图纸等纸质文档多,更替快,对无纸化加工的需求明显。结合某机床厂的工具车间无纸化工程的实施,提出一种工具车间无纸化加工模式,并开发了相应的无纸化生产应用系统。     

机械加工系统节能降噪型综合任务分配模型及其应用

节能、降噪是机械加工系统实施绿色制造需要考虑的主要问题之一。曾分别对节能、降噪为单目标的任务分配问题进行了研究,但实际中既要考虑能耗问题,又要考虑噪声问题。鉴于此,将能耗问题和噪声问题综合考虑,建立了一种机械加工系统中节能降噪型多目标综合任务分配模型;对模型的求解方法进行探讨,提出了一种基于遗传算法的模型求解过程。最后,基于空载功率和空载噪声对模型进行简化,提出了一种模型应用方法,案例分析表明该应用方法具有较好的效果。     

再制造工艺过程二阶优化决策方法

为形式化描述再制造工艺过程优化决策目标属性,从制造系统工程的角度建立了一种决策问题框架模型;为克服决策过程中存在的不确定性和信息不完整性,提出了一种基于专家评判及模糊回归理论的二阶段再制造工艺过程优化决策方法。其中决策方法第一阶段为工艺控制参量分析、专家方案制订、方案满意度评价阶段;第二阶段以控制参量值及满意度评价值为输入,进行模糊回归分析及优化决策计算,得出工艺控制参量方案的理论最优值及其决策目标满意度值。最后,通过某废旧机床导轨再制造工艺方案的决策案例,对该方法的具体应用和计算过程进行了验证说明。     

工程机械螺旋锥齿轮喷丸强化工艺及试验研究

通过对装载机驱动桥螺旋锥齿轮样件进行喷丸强化试验,研究了该齿轮齿面及齿根的喷丸强化效果,找出喷丸工艺参数中对喷丸效果影响显著的参数,寻求合理的喷丸强化工艺参数组合。通过模拟重载工况,在恒定扭矩及转速条件下进行加速疲劳台架试验,验证喷丸强化工艺可提高螺旋锥齿轮的疲劳寿命。在不改变齿轮设计结构的情况下,从工艺角度提高齿轮强度,减少设计成本,为喷丸强化工艺应用于工业生产奠定基础。     

高速干切齿轮滚刀几何设计准则及参数化建模方法

根据高速干式滚齿相对于传统滚齿加工方式的特点,以及高速干式滚齿应实现的目标,进行了高速干切齿轮滚刀应具备的特点分析,提出了高速干切齿轮滚刀几何设计准则。对高速干切齿轮滚刀的参数化建模进行了研究,设计了一种新的高速干切齿轮滚刀计算机辅助设计方案。提出新的滚刀三维建模方法,通过生成二维设计图对高速干切齿轮滚刀的设计进行仿真验证。     

基于热喷涂的轴类零件再制造工艺及其残余应力分析

热喷涂技术是再制造工程的关键支撑技术之一,是实现损伤零部件表面尺寸快速恢复、性能大幅提升以及服役寿命延长的重要技术手段。热喷涂制备的涂层系统内过大的残余应力对再制造零件的质量和可靠性有着重要的影响。以某废旧滚齿机主轴为例,采用等离子喷涂技术对磨损的外锥面进行了修复,基于有限元法对涂层/基体系统在冷却过程中产生的残余应力及其分布情况进行了分析和预测,并用X射线衍射法检测验证了所建立的分析模型的合理性以及模拟结果的可信度。涂层系统残余应力的模拟结果和检测结果具有很好的一致性。     

高速干切滚齿工艺切屑形变规律及其对刀具的损伤行为

针对高速干切滚齿过程中切屑的形变规律及切屑挤压行为,基于DEFORM-3D建立了高速干切滚齿工艺仿真实验模型,通过对不同工艺参数下高速干切滚齿工艺实验仿真,实现了高速干切滚齿过程中齿轮材料去除过程的可视化,获得了高速干切滚齿过程中切屑的形变规律以及干切滚刀的磨损状态。结合实际高速干切滚齿加工实验,对比切屑形貌及干切滚刀损伤情况,进一步验证了切屑在生成及流动过程中的形变规律以及切屑对干切滚刀的挤压损伤行为。研究结果可为高速干切滚齿工艺参数优化以及高速干切滚刀的寿命延长和性能控制提供参考。