高硬材料旋转超声辅助电解加工设计与试验

【目的】满足高硬材料的加工需求,解决高硬材料难以加工、效率低下、刀具损耗率高的问题。【方法】课题组基于旋转超声加工和电解加工提出了旋转超声加工辅助电解加工的方法,不仅分析了加工原理,选择了加工参数,还优化设计了加工系统,对换能器和变幅杆综合材料、密度、频率、纵波声速等因素进行了具体参数设计。【结果】对高速钢进行了不同加工方式的电解平面加工试验,发现同等条件下,机械磨削加工的圆孔明显比另外两种加工方式加工的圆孔粗糙,而旋转超声辅助电解加工的圆孔不仅直径大,而且表面更加平滑。【结论】机械磨削的效率比另外两种加工方式低,旋转超声辅助电解加工的加工深度最好,材料去除率更高,得到的加工表面也更加平滑,对高硬材料的加工效果更好。     

机械零件非光滑仿生表面加工装置创新设计

【目的】将非光滑特性应用在机械零部件表面可大幅度提升机械零部件接触表面的耐磨性,减少相对运动所带来的摩擦阻力、摩擦系数和黏附力,但目前尚无完备的加工设备能够实现对零部件表面加工出微坑使其形成非光滑表面。【方法】课题组通过分析非光滑仿生表面平整化作用、空穴减阻作用和形变减压作用的减阻机理,提出了一种机械零件非光滑仿生表面加工装置,采用结构分析、技术对比和原理研究等方法制定了机械零件表面加工装置设计方案,并对现有装置的动力机构、运动机构、加工机构、支撑机构以及夹持机构的结构形式进行了改进。【结果】该加工装置对机械零件的端面可连续加工出微坑仿生表面,并且首次可在被加工机械零件半个端面制出4个微坑,与首次加工只能形成1个或2个微坑相比,具备更加可靠的加工精度和较高的加工效率。【结论】机械零件非光滑仿生表面加工装置能够可靠固定待加工机械零件,实现精准定位导向,减少对零部件等非光滑表面加工时产生的误差,且利用此加工装置可加工出具备仿生原型结构的零部件,能够更有效延长被加工零部件的使用寿命。     

精密加工技术与机械制造工艺研究

【目的】精密加工技术和机械制造工艺广泛应用于机械制造领域、电子领域、冶金领域,具有技术类型多、全过程关联以及使用范围广泛的特点,引进和创新制造工艺及精密加工技术,对维持机械加工产业的稳定性具有重要作用。【方法】笔者分析了埋弧焊接技术、气体保护焊接技术、电阻焊接技术三种机械制造工艺技术以及超精密研磨技术、精密切削技术、纳米加工技术、微机械技术四种精密加工技术,并从零件类型和变形模式、合理应用CAD软件、几何数据模型三方面详细阐述了机械制造工艺和精密加工技术的具体操作措施。【结果】合理应用精密加工技术和机械制造工艺,可以保证生产企业能够按照产品的零部件特征制造满足客户多样化需求的零件,扩大市场占有率,实现跨越式发展。【结论】通过改进机械领域加工制造工艺,提高精密机械加工制造水平,可以推动科学技术发展,提升经济发展水平,提升我国综合国力。     

硬韧材料旋转超声复合电解加工设计与试验

【目的】各类陶瓷、硬质合金等高硬、高韧材料机械加工效率低且精度差（甚至难以加工）,为解决硬、韧等难加工材料精密、高效加工问题,提出旋转超声复合电解加工新技术。【方法】设计、构建旋转超声复合电解加工系统,分析、探讨此加工方式的材料去除机理;对旋转超声振动装置中的旋转超声主轴、压电换能器、变幅杆进行设计;运用ANSYS工具对压电陶瓷堆进行模态分析和谐响应分析。【结果】对超声振动系统进行优化设计,实测系统超声振幅最大可达23μm,满足试验要求;对陶瓷（PZT）和硬质合金（YT15）进行加工对比试验,试验表明,旋转超声复合电解可加工出精细表面结构,同时加工效率可提高50%以上。【结论】所设计的加工系统能够实现硬、韧等难加工材料的高效率、高精度加工,提高加工效率和工件表面质量,具有显著的技术优势。     

汽轮发电机定子叠压筋加工方法和步骤

【目的】解决汽轮发电机定子叠压筋加工难度大、容易弯曲变形等问题。【方法】汽轮发电机定子叠压筋加工的目的主要是实现加工满足图纸要求,便于后续电机定子叠压、嵌线顺利进行,从而提升产品质量。笔者围绕叠压筋图样分析和加工工艺方法的论述,通过不断摸索掌握一定的规律,运用数控加工技术进行工艺分析、工件装夹、数控编程、刀具选用、工件测量,制定加工工艺和方法。【结果】该汽轮发电机定子叠压筋加工的工艺方法可提高生产效率,降低生产成本,防止加工产品弯曲变形,提升产品质量。【结论】该加工方法解决了细长类复杂形状零件装夹、加工、变形、测量等难题,可以用于其他类似形状复杂零件的加工。     

基于CAXA制造工程师的可乐瓶底数控加工研究

【目的】为了应用CAXA制造工程师2020软件实现复杂零件的三维造型设计。【方法】以可乐瓶底的模型为例,利用CAXA制造工程师2020软件,对模型采用多种精加工方法进行数控加工,并对这些方法的加工质量与效率进行比较研究,探索在采用相同加工参数情况下,加工同类型复杂零件的合适的数控加工方法。【结果】1）参数线精加工方法加工质量最好,但代码行数及加工时间最长,是适合高精度复杂零件的加工方法。2）等高线精加工精度及表面质量一般,代码行数及加工时间较短,该方法适宜精度要求不高的零件的加工。3）三维偏置精加工方法加工质量较好,代码行数与加工时间介于参数线精加工和等高线精加工两种方法之间,对加工精度要求不太高的零件来说是一种理想的加工方法。【结论】加工方式生成轨迹取决于加工的材料、刀具材质、数控机床系统刚性、加工参数的设置、加工工艺的设置等。     

磨粉机磨辊等离子体表面淬火改性技术

采用等离子体表面淬火工艺,对磨粉机磨辊辊齿进行强化处理,通过实验得出各因素对硬化层深度、表面硬度以及沿硬化层深度方向显微硬度分布状况的影响规律,并对其组织变化进行了理论分析。研究结果表明,磨辊硬度和耐磨性可以通过等离子体表面强化处理技术得到有效提高。     

双层辉光离子渗对灰铸铁耐磨耐蚀性能的影响

用双层辉光离子渗金属技术对灰口铸铁表层渗Ｃｒ及Ｃｒ－Ｎｉ共渗进行了试验。在最佳工艺参数的基础上,着重研究了时间,温度对渗层的影响,分析了渗Ｃｒ及Ｃｒ－Ｎｉ共渗后的渗层组织,化学成分,测了渗层的硬度,并对其耐磨性及耐蚀性进行了试验。     

预紧力对装配体各零件的结构影响分析

【目的】针对深耕机中紧固件、连接件的疲劳损坏现象,需提高紧固件质量和性能。【方法】课题组以螺栓及其他连接件为研究对象,应用SolidWorks建立三维模型,应用有限元分析法、接触理论、静力学理论对螺栓及连接件的力学性能进行分析和研究。【结果】在螺栓的预紧力作用下,载荷对称和结构对称的零件,其总变形、等效应力、等效应变也是对称的;当螺栓存在预紧力,螺栓的变形、等效应力和等效应变是不对称的;在固定零件时,连接支腿的应力最大值集中在结构突变处。【结论】该研究为农业机械的紧固件的设计、选用和维护等提供了理论依据。     

以车代磨加工履带拖拉机轴类零件实践研究

对履带拖拉机轴类零件的加工工艺和精度要求进行分析,确定以车削替代磨床加工方式的可行性和适用性,验证该方案在推广方面的经济性。利用精度较好的数控机床,对多个类型的轴类零件进行验证加工,通过比较轴类零件不同的金属材质、热处理方式、外表面硬度、形状特点和加工方式,选择不同种类的机械加工刀具、刀片以及相应的切削参数,从而确定一种既能够满足产品工艺需求,又简单可行的加工工艺,并逐步推广到其他种类零件加工中,最终实现履带拖拉机品质的提升和零部件工艺的改进。      

纳米SiC沉积量对化学复合镀层耐磨性影响

采用单因素试验方法,分别研究了表面活性剂、施镀温度、镀液pH值、转子转速、镀液中纳米粉体浓度5个因素对纳米SiC在Ni-P基化学复合镀层中沉积量的影响规律。结果表明:同时添加阴离子和非离子做表面活性剂,镀液温度达到(90±1)℃,pH值为5±0.5,机械搅拌转子转速为60 r/min,镀液中纳米粉体的浓度为35g/L时,镀层中能够沉积更多纳米粒子;而镀液中纳米粉体浓度为4.5g/L时,复合镀层的相对耐磨性较好。该工艺可用于农业机械关键工作零件表面强化。     

农机轮盘零件的数控加工工艺分析

【目的】农业机械化作业中,轮盘零件常用于辅助机构实现行走功能。笔者以亚克力为材质,设计了一种轻量化行走结构,每个结构均由两个相同轮盘零件通过反向螺纹联接为一组,在作业机械设备前、后各装两组形成设备行走系统。【方法】从机床选用、装夹设计、刀具使用、毛坯确定等方面对轮盘零件进行了工艺分析,编制了该零件的数控加工工序卡,研究了基于NX平台的零件数控加工编程策略应用,围绕该零件轴向阶梯孔、通孔、环形槽、径向沉孔以及螺纹等特征,综合采用了平面铣、定心钻、固定轮廓铣、可变轮廓铣、螺纹铣等加工策略进行编程,对不同特征所涉及不同策略使用的切削参数（切削模式、边界、深度范围、切削层、余量等）、非切削参数（进刀、退刀等）、加工部位、刀轴、刀具及驱动要素等作了优化设置,最后通过在德马吉DMU50五轴加工中心开展实物加工以进一步验证该零件数控加工工艺的正确性。【结果】经过检测,零件的各项精度均满足要求,整体结果良好。【结论】通过针对性实践,不仅提升了数控技术综合能力水平,也深化了质量意识和效率意识,同时为亚克力材质零件的数控加工提供了借鉴依据,有一定积极意义。     

计算机视觉技术在智能化农业机械中的应用探析

【目的】在智能化农业机械中合理应用计算机视觉技术,为农业现代化生产提供强有力的技术支撑。【方法】笔者通过分析计算机视觉技术在智能化农业机械中的应用优势,从田间作业机械、农业收获机械、农业导航机械、农产品加工与分选机械、病虫害防治农业喷洒机械这5个方面阐述了计算机视觉技术在智能化农业机械中的具体应用,并提出加大政府支持力度、注重专业人才培养等对策提高计算机视觉技术在智能化农业机械中的应用效果。【结果】智能化农业机械与计算机视觉技术的有机结合,可以有效调整和优化农业生产模式,减少生产成本投入,促进农民增收,节能环保,助推我国农业可持续、高质量发展。     

压花辊轴的四轴数控加工优化方法研究

【目的】提高复杂辊轴零件的编程效率。【方法】以正弦曲线、中文字体、英文字体等花纹元素组成的压花辊轴为研究对象,进行压花辊轴三维模型建立,借助UG NX 12.0软件采用圆柱拉伸、曲线展开、规律曲线、花纹元素缠绕等方式,将压花辊轴的二维图纸转化为三维模型,为工艺编制和程序编制做准备,拟定加工工艺方案,完成文艺文件的编制;借助UG NX12.0软件的加工模块进行初步程序编制,并开发出刀路转曲线后处理器,将三轴刀路转换成四轴编程上的辅助引导线,即将初步的刀路后处理得到其点位数据;将处理过的点位数据导入UG NX 12.0软件拟合成曲线,将拟合的二维曲线缠绕在辊上后利用其曲线作为最终的程序刀路,仿真验证刀轨,以FANUC-oi系统四轴加工中心为平台验证实体加工的可行性。【结果】本加工工艺方案可有效指导编程和加工工作开展,解决了手动编写复杂形状零件加工程序难的问题,能较快生成出压花辊轴表面特征的程序,可降低编程技术要求、减少编程算量、缩短编程时间、提高生产效率。     

谷物产量监测系统研究现状分析

【目的】针对目前田间产量测量方法单一且误差较大的情况,研发一种可在收获机上安装的产量监测传感器来获取产量信息,更加方便快捷地了解农作物的产量以及每个地块的收获情况。【方法】课题组归纳总结了近年来国内外不同种类的产量监测系统和谷物产量监测技术,并分别举例分析了它们的优点及存在的问题。【结果】产量监测系统的可行性、稳定性、准确度是该系统能否正常进行作业的标准。国外部分发达国家对于在联合收割机上安装产量监测系统的研究时间较长,相关技术已经逐步成熟。但已经商品化的产量监测系统仍然存在误差较大、空间分辨率较低、系统通用性较弱、价格高等问题。而国内智能化农业机械研究与推广刚刚起步,由于种种原因,相关技术还不够成熟,大多正处在试验研究初级阶段,不具备商品化能力。【结论】应进一步拓展对精细农业技术的相关研究,将成果从实验室带到田间地头,实现农业现代化发展。     

一种电机轴螺杆加工专用的数控铣床机械结构系统优化设计

【目的】针对螺杆加工专用铣床存在自动化程度低、功能集成度不高、生产工艺周期长、机床结构形式陈旧、机械结构稳定性差等不足。【方法】课题组以数控铣床系统结构稳定性设计的研究为出发点,根据机床设计目标和各项性能指标要求,研究与加工工艺相适应的功能机构布局,设计机床总体结构方案,重点研究上下料机构、旋铣系统、传动系统、床身的设计。【结果】设计出具有性能优良、功能完备的高端电机轴螺杆旋铣设备,实现电机轴螺杆的自动加工,降低企业劳动生产成本,提高生产效率,增加企业经济效益。【结论】该数控铣床整机结构设计稳定紧凑,占地面积小,集成度高。     

数控加工中自动找正和在线测量技术的应用

【目的】在大规模零件生产过程中,采用传统的加工方式会出现反复装夹、准确定位、刀具损坏、校正、离线检查等问题,不仅影响到了加工质量和效率,而且增大了加工误差和人为隐患。【方法】笔者根据加工工件、机床设备和系统软件的特点,将数控加工技术与自动找正和在线测量技术相结合,分析了自动找正和在线测量技术的工作原理,设计了数控机床计算机操作系统,通过测头和宏程序实现了工件的自动测量、在线监测以及自动补偿等生产操作,并对改善前后的加工质量和加工效率进行了对比。【结果】应用在线测量技术的产品合格率可以达到100%,利用自动找正方法的零件生产效率提升了38.2%。【结论】通过将数控加工技术与自动找正和在线测量技术相结合,极大地降低了工人的劳动强度、生产成本以及产品的不合格率,缩短了生产辅助时间,提升了生产工件的质量以及规格精度,为零件的批量生产提供了有效依据,自动找正和在线测量技术在复杂零件的规模化生产加工及测量方面具有广泛的应用前景。     

农用机械多规格板件分拣机器人工作站视觉系统设计

【目的】快速分拣农用机械上的各种板件,高效地实现农业机械的安装。【方法】课题组提出使用分拣机器人工作站代替人工分拣多规格板件的设想,确定农用机械多规格板件分拣工作站的总体方案以及视觉系统的总体方案,对视觉系统所需的硬件进行设计和选型,对视觉系统软件的设计以及软件之间的通信进行研究,并将三种规格板件各100块分批放入工作站中进行视觉识别分类与分拣。【结果】三种规格板件的识别成功率都在95%以上,该视觉系统的可靠性、准确性及工作效率较高。【结论】课题组所设计的分拣机器人工作站视觉系统能够高效、快速地识别出农用机械上的各种不同规格板件,从而大大提高农用机械的安装效率,降低人工成本,进一步提高生产能力。     

微动磨损对农业机械的危害及预防措施

在农业机械装备中,由于环境的影响和工况条件的复杂多变性,在接触面上很容易出现微动磨损造成接触表面的微动损伤。为此,主要介绍了农业机械中两固体接触面上因出现周期性小振幅振动造成损伤的微动磨损的特征;揭示了微动磨损机理是同时涉及到粘着、磨料、氧化和疲劳4种基本磨损机理的一种特殊磨损形式,通过实例论证了微动磨损对农业机械零件的危害以及通过结构改进设计、材料的选择和表面强化工艺等措施预防和减少微动磨损,提高农业机械运行的可靠性。     

等离子表面改性缸套的技术研究

将国内外较为先进的等离子表面改性技术应用于内燃机缸套内表面处理,改善其表层金属组织结构,以达到强化缸套内表面硬度和耐磨性,提高缸套使用寿命的目的.