制造技术与机床

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王子豪, 王成, 潘世林

2022, (1): 9-13. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.001

摘要 HTML PDF(13656KB)

摘要:
传统RV减速器试验台通常只能完成一种型号RV减速器的性能测试，造成了极大的浪费。为克服上述不足，提出一种可测试不同型号RV减速器性能试验台的设计方法。首先，介绍了RV减速器试验台的组成，完成试验台设计方法的理论分析。其次，建立了试验台的三维模型，完成不同型号RV减速器在试验台上的装配和运动分析。最后，完成了试验台零部件的加工、安装和试验，验证了所提方法的可行性。

机器人加工装备运动学镜像模型建立方法与实验研究

南晓萱, 王俊, 肖明, 席文明

2022, (1): 14-18. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.002

摘要 HTML PDF(13623KB)

摘要:
在数字空间建立加工装备的镜像模型是实现智能制造的基础，镜像模型与加工装备构成数字孪生体，从而在数字空间中实现加工装备的加工模拟、仿真与参数优化。利用轴旋转法获得物理机器人各轴轴线及其位型，实现物理机器人几何参数与零位的解耦标定。采用坐标变换法建立物理机器人的运动学方程并利用牛顿迭代法求取运动学逆解。在数字空间中，利用标定的几何参数建立物理机器人的镜像模型，并集成刀轨迹生成与后处理模块。实验结果表明，由数字空间镜像模型生成的加工轨迹，物理机器人不变姿态的加工误差最大值为0.28 mm，机器人变姿态的加工误差范围为-0.83~+0.52 mm。

基于DLP的珠宝树脂3D打印工艺研究

麦麦提热伊木江·图尔, 乌日开西·艾依提

2022, (1): 19-23. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.003

摘要 HTML PDF(13942KB)

摘要:
DLP(数字光处理技术)是一种以面曝光的方式逐层成型的3D打印技术。在DLP的3D打印工艺过程中，当分层厚度确定时，零件的打印精度主要取决于曝光时间和成型方向。设计一个测试试样，研究了采用DLP工艺打印珠宝树脂材料过程中的单层曝光时间和零件成型方向对不同特征打印精度的影响规律。研究结果表明：对于所采用的珠宝铸造树脂曝光时间较小时固化不充分，导致尺寸误差大，单层曝光时间设为9.5 s时打印出的特征精度较好；相同尺寸的特征在成型方向不同时的打印误差也不相同。方管、圆管、圆锥和半圆柱体的轴线方向，以及斜面棱柱的高度方向与分层切片方向相同时，可以避免台阶效应，获得的轮廓精度较高。

增/减材柔性制造及加工系统构成形式

王公海, 冯培锋

2022, (1): 24-28. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.004

摘要 HTML PDF(13697KB)

摘要:
将柔性制造的思想引入到增/减材制造中，形成增/减材柔性制造工艺。阐述了该工艺的内涵及加工范围，确立了增/减材柔性制造工艺流程，描述了各组成工序的特点，详细阐述了增/减材柔性制造中材料沉积、材料去除两工序内部及其之间的多种柔性加工方式。在此基础上，确立了增/减材柔性制造系统的设备构成及其相互关系，给出了加工设备的总体布局。为进一步研究该工艺的加工序列规划及各种构成设备具体结构形式等方面打下基础。

基于Maxwell的磁场发生装置设计及分析

赵昌龙, 吕起印, 王旭旭, 杨俊宝, 李明

2022, (1): 29-33. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.005

摘要 HTML PDF(16424KB)

摘要:
为了实现混有钕铁硼粉末的水凝胶磁化，设计了一种基于亥姆霍兹线圈的新式磁场发生装置。利用Maxwell软件3D模块绘制出磁场系统的三维模型，采用Magnetostatic静磁场求解器分析了增设的辅助线圈距离变化对场强的影响，得到了磁场发生装置的优化结构；再对比磁场发生装置和亥姆霍兹线圈的中心磁场强度和磁感线分布密度，验证结构优化的可靠性。结果表明: 当辅助线圈距离为70 mm时，中心磁场强度最大; 安匝数相同时，磁场发生装置的中心磁场强度要明显高于亥姆霍兹线圈，最终优化后的磁场发生装置中心磁场强度可达到1.37 T，磁感线分布更加均匀、密集。该仿真结果能够对磁场发生装置结构设计与工作特性分析提供参考，缩短了磁场发生装置设计成本与开发周期。

TRIZ创新方法在塑料板数控加工中的应用

陈国华, 闫青, 张林, 成中台, 杨晓平, 张海燕

2022, (1): 34-37. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.006

摘要 HTML PDF(8829KB)

摘要:
针对塑料板在数控加工中的粘刀问题，提出一种基于TRIZ理论的创新解决方法。在分析数控加工过程中主轴、刀具、塑料板、切削、喷嘴及压缩空气等组件的相互作用、功能和因果链等基础上，找到粘刀问题的根本原因，然后利用矛盾分析和物-场模型分析提出在主轴上增加风扇及将气体喷头换成水雾喷头的解决方案。经应用验证，该方法有效降低了塑料板在加工中的粘刀现象，提高了加工效率。

基于性能测试的电主轴预防性维修方法研究

张日升, 刘维新, 余纬, 胡秋

2022, (1): 38-44. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.007

摘要 HTML PDF(17871KB)

摘要:
针对电主轴预防性维修问题，首先通过电主轴结构分析和常见故障分析，获得电主轴故障多发部位和故障原因；然后针对分析得到的电主轴故障多发部位，设计电主轴预防性维修体系，通过设计故障多发部位性能测试方案和评价标准，得到电主轴预防性维修方法；最后将设计的预防性维修方法应用于长期服役的精密数控机床电主轴，验证了所提电主轴预防性维修方法的有效性。实验结果表明：所提电主轴预防性维修方法可有效识别出电主轴早期性能退化，为预防性维修和性能退化趋势监测提供了有效依据。

关于高速主轴前端密封结构形式的研究

张海波

2022, (1): 45-47. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.008

摘要 HTML PDF(3554KB)

摘要:
主轴是机床的心脏，作为主要功能部件其性能直接决定机床的整体的使用情况。主轴的第一道防线就是前端密封结构，大流量冷却及加工尘屑极易污染主轴及主轴轴承，所以主轴部件设计过程中需重点考虑主轴前端密封结构设计及选用。重点介绍了根据机床的结构及加工工况不同，来选用主轴结构类型及其主轴前端密封的结构。

基于曲轴轮廓误差分析的随动磨床轴性能预测

房小艳, 盛晓伟, 孙以泽

2022, (1): 48-52. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.009

摘要 HTML PDF(5801KB)

摘要:
发动机曲轴生产线要求曲轴随动磨床具有高可靠性和高精度稳定性。基于现场曲轴轮廓误差数据，分析得到其与随动磨床轴位置控制误差的对应关系，对于随动磨床轴的性能预测和可靠性维护具有重要意义。首先给出由随动磨床轴位置控制误差计算曲轴轮廓误差的方法。其次提出基于变分模态分解的曲轴轮廓误差分析方法。最后通过磨削实验采集和测量误差数据，使用提出的方法对误差数据进行计算和分析，获得曲轴轮廓误差与随动磨床轴位置控制误差的对应关系。结论表明，曲轴轮廓误差VMD分析获得的2个IMF分量分别对应于X轴和C轴位置控制误差引起的轮廓误差，因而本方法可以实现对随动磨床轴性能的预测。

机械产品可靠性研究的新进展——元动作可靠性理论

张根保, 冉琰, 庾辉, 李丽

2022, (1): 53-59. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.010

摘要 HTML PDF(6892KB)

摘要:
比较了机械产品与电子产品之间的差异，全面分析了机械产品传统可靠性分析方法存在的主要问题，给出元动作可靠性的理论依据，介绍了元动作可靠性的理论体系，讨论了元动作可靠性理论的关键技术。实践证明，采用元动作方法开展机械产品的可靠性设计与分析，方法的针对性非常强，有助于提高机械产品的可靠性。

船用柴油机气门导管与缸盖压装过程的研究与优化

刘冬伟, 鲍君华, 何卫东

2022, (1): 60-64. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.011

摘要 HTML PDF(4841KB)

摘要:
柴油机缸盖是组成船用柴油机的核心部件之一，气门导管是柴油机气门的导向装置，其准确完成装配才能确保气门能够准确无误地做直线往复运动，气门导管与缸盖之间一般采用过盈联接，因此保证气门导管与缸盖的装配质量是十分重要的。主要分析了在不同过盈量的条件下，气门导管与缸盖装配过程中的压装力及由其引起的应力与位移变化情况，并以被包容件气门导管的内径作为优化参数进行优化，在满足实际工作要求的条件下，设计出最优的气门导管内径尺寸，得到二者过盈配合时的最佳配合尺寸，为气门导管以最小的压装力、应力和最佳过盈量压入缸盖内提供了理论参考，指导实际生产。

基于TRIZ的海底电缆反应力锥切削装置设计方案研究与改进

董辉, 高常青, 曲爱涛, 赵云, 杨波

2022, (1): 65-70. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.012

摘要 HTML PDF(6742KB)

摘要:
针对目前海底电缆反应力锥切削方式主要是人工切削，效率低且质量差的问题，设计了海底电缆反应力锥切削装置，并做出了试验机。通过进行切削实验，发现了切削时存在切屑四处飞溅，落入装置外、黏着在刀具与齿轮上的现象，影响了切削精度。针对该问题，使用了TRIZ中的物场分析的方法，通过分析系统组件构成、建立功能模型，得到各关键组件之间的相互关系，通过原因分析找到问题发生的根本原因，运用物场分析、标准解应用等得到结构优化的思路，提出了具体优化方案。通过进行优化前后的对比实验，验证了方案的可行性。

电励磁直线同步电动机磁悬浮系统H_∞鲁棒控制的研究

蓝益鹏, 张明慧

2022, (1): 71-76. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.013

摘要 HTML PDF(4776KB)

摘要:
为解决电励磁直线同步电动机磁悬浮系统状态变量之间的非线性和不确定性扰动问题，提出一种磁悬浮系统H_∞鲁棒控制方法。由电励磁直线同步电动机磁悬浮系统的运行机理，建立电励磁直线同步电动机悬浮系统的悬浮力方程和运动方程，推导悬浮系统的状态空间模型，针对状态空间模型的非线性，在平衡工作点处对其进行线性化，将系统对扰动的抑制问题归结为H_∞鲁棒控制器的设计，通过解Riccati不等式的正定解，得到悬浮系统的H_∞鲁棒控制器。最后，采用MATLAB/Simulink软件进行仿真研究，通过与PI控制比较，结果证明H_∞鲁棒控制方法可使电励磁直线同步电动机具有良好的抑制扰动的能力。

基于径向基组合近似模型技术的立柱结构优化设计

魏锋涛, 史云鹏, 张洋洋, 黎俊宇, 高新勤

2022, (1): 77-83. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.014

摘要 HTML PDF(18828KB)

摘要:
针对实际工程复杂优化问题，通常难以获得优化设计变量与优化目标之间的显示函数关系表达式，以SZJY-14型加工中心的立柱作为研究对象，研究了一种基于径向基组合近似模型技术的立柱结构优化设计。首先，针对径向基近似模型预测精度较低等问题，研究了一种基于多策略的径向基近似模型技术，并以改进径向基近似模型技术为基础，构建了组合近似模型技术。其次，利用有限元分析软件Abaqus对立柱三维结构进行网格划分，并对其进行静动态性能分析确定优化目标，采用灵敏度分析法确定优化设计变量，利用组合近似模型技术建立了立柱优化设计模型。最后，采用改进回溯搜索优化算法实现了立柱结构优化设计。求解结果表明，与立柱原结构相比，优化后质量减小了3.77%，最大变形量降低了5.14%，一阶频率提高了5.9%，达到了预期效果。

高精度快刀伺服系统构建及其特性研究

张敏, 吴祉群, 陈东生

2022, (1): 84-88. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.015

摘要 HTML PDF(13572KB)

摘要:
快刀伺服是实现自由曲面光学曲面加工的方式之一。文中基于压电陶瓷为致动元件、柔性铰链为传动元件构建了快刀伺服系统。测试结果表明，研制的快刀伺服系统定位精度为4 nm以下，重复定位精度为4 nm以下，最大输出位移达到50 nm，运动频响在位移为20 nm时达到了150 Hz。为后续快刀系统在自由曲面光学零件加工领域应用奠定了基础。

TA1板单点渐进成形壁厚变化规律的数值模拟研究

郝用兴, 杨功正, 刘亚辉, 范素香

2022, (1): 89-93. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.016

摘要 HTML PDF(15598KB)

摘要:
钛及其合金应用越来越广泛，目前单点渐进成形技术已经开始运用于钛及其合金的成形加工，但仍存在成形件壁厚过度减薄的问题，严重影响了成形件的成形质量。文章以TA1钛合金板材成形方锥形件为研究对象，运用Abaqus有限元仿真软件，依据单一变量原则，分别探究工具头直径、底面边长、板材原始厚度和螺距等工艺参数对成形件平均壁厚减薄率与最大壁厚减薄率的影响规律。结果显示：增大工具头直径，平均壁厚减薄率随之增大，最大壁厚减薄率随之减小；平均壁厚减薄率和最大壁厚减薄率都随着底面边长的增加而增加；板材原始厚度增加，平均壁厚减薄率与最大壁厚减薄率都随之减小；随着螺距的增加，平均壁厚减薄率逐渐减小，最大壁厚减薄率逐渐增大。

基于模糊PID算法的同步柔性冲压装置控制系统研究

穆天驰, 张东民, 周伟民

2022, (1): 94-97. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.017

摘要 HTML PDF(11826KB)

摘要:
同步控制系统是多边同步柔性冲压装置的关键部分，其性能的优劣直接影响产品的质量，而液压同步系统因非线性摩擦、偏载以及运行参数的时变等影响，对其建立精确的数学同步系统模型非常困难。针对这一问题，利用Simulink和AMESim仿真软件的优势，搭建同步控制系统的联合仿真平台，采用含补偿因子的双重模糊控制方法来有效解决这一问题。在同一工况下，相比于传统液压控制系统，带补偿因子的双重模糊PID控制可以更好地达到同步控制的精度要求，而液压控制回路也能够实现节能的目的，实现了零部件三边定心冲压的高精度化，可有效减少不合格品的产生，提高生产效率。

Ti6Al4V/WC-Co干摩擦性能研究

梁雄, 杜平, 高党寻, 李双寿

2022, (1): 98-102. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.018

摘要 HTML PDF(15062KB)

摘要:
利用Optimal SRV高温摩擦磨损试验机，研究干摩擦条件下钛合金(Ti6Al4V)对硬质合金(WC-Co)的摩擦学性能。研究了载荷、温度与滑动速度对摩擦过程的影响，通过磨损区微观形貌表征分析了磨损机理。结果表明：Ti6Al4V与WC-Co的摩擦系数波动剧烈，产生了严重的黏滑摩擦，且随着载荷、温度与滑动速度的增加，黏滑现象愈加剧烈。相比而言，滑动速度对摩擦系数的影响更为显著。微观形貌分析表明钛合金的磨损形式主要为黏着磨损，但同时伴有犁沟效应导致的沟槽，而硬质合金由于硬度较高，主要表现为一定程度的黏着磨损。

微喷砂前处理对AlCrN涂层刀具表面完整性的影响

吴振宇, 郑光明, 盖少磊, 李方梁, 杨先海, 程祥

2022, (1): 103-106. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.019

摘要 HTML PDF(13500KB)

摘要:
对YG8硬质合金进行微喷砂前处理，然后采用物理气相沉积法制备AlCrN涂层。研究微喷砂前处理工艺参数对涂层表面完整性(表面形貌、表面粗糙度、表面硬度及表面应力)的影响。结果表明，合适的微喷砂参数(P=0.3 MPa，T=30 s)可以减少涂层刀具表面缺陷，降低涂层刀具的表面粗糙度Ra，提高涂层刀具显微硬度和表面残余应力。探究了微喷砂前处理对涂层刀具表面完整性的影响规律, 优化了微喷砂工艺参数，有助于推动涂层刀具表面处理技术的发展。

一种大型桁架式结构精密孔协调技术

刘强, 王德廷, 杨昊, 姚亚超, 李金龙

2022, (1): 107-111. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.020

摘要 HTML PDF(5269KB)

摘要:
某型运载火箭发动机机架为大直径桁架式结构，具有刚度弱、焊接变形大的特点。作为连接发动机和箭体传递推力的过渡结构，其上下端面对接孔具有高精度、一致性的协调要求。针对此，提出了一种精密孔协调方案，其利用预拟合和二次拟合法协调底孔包络，采用销孔定位协调二次基准，实现精密孔的整体协调；同时，提出了基于BP神经网络的同轴度预测模型以预测加工后对接孔位置度。经过实际加工验证，该方法能够实现5 m级桁架式结构对接孔的整体协调，保证了对接孔的高精度要求，且该算法能够有效预测并辅助验证位置度检验结果，提高了检验可靠性，为航天大型产品加工整体协调提供了一种思路。

滚齿加工中仿真分析方法应用探讨

张剑宇, 吴明阳, 马春杰, 王新宇, 程耀楠

2022, (1): 112-118. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.021

摘要 HTML PDF(9104KB)

摘要:
滚齿加工由于生产率高/通用性强，在齿轮的制造过程中一直比较受重视。但由于滚齿加工成形过程的复杂性与特殊性，需要建立仿真模型以及方法来辅助分析这一过程。通过CAD几何仿真与有限元仿真研究两个方面进行论述，从切屑、切削力、切削温度和刀具磨损等方面，阐述国内外学者主要研究方法和已取得的成果，分析目前研究中存在的不足，进行总结并展望，为滚齿加工工艺优化、切削刀具寿命和工件表面质量提高等研究提供一定参考和借鉴。

TC11钛合金力热耦合仿真分析及双目标参数优化

从政, 曹岩, 贺志昊, 楚治国

2022, (1): 119-123. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.022

摘要 HTML PDF(4970KB)

摘要:
针对TC11钛合金材质的某型航天盘类零件难加工问题，采用ABAQUS仿真平台，基于实际切削参数，对车削过程中的切削力、热分布规律以及切削参数交互作用进行了研究。首先采用单因素实验，探究了切削力和热分布规律，其次采用正交实验法，研究了交互作用下的切削力和热分布规律，并拟合出切削力、热的多元线性回归模型，最后对回归模型进行双目标优化。实验结果表明，切削用量对切削力的影响排序为：切削深度>进给量>切削速度，对切削温度的影响排序为进给量>切削速度>切削深度。回归模型高度拟合试验，算法寻优可以有效地优化切削参数，降低切削力和切削热。

高速铣削AF1410高强度钢的实验研究

王曦, 黄树涛, 许立福, 张玉璞, 于晓琳

2022, (1): 124-129. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.023

摘要 HTML PDF(7333KB)

摘要:
高强度钢具有优异的机械性能和广阔的应用，但切削加工较为困难，存在加工效率低，加工表面质量差等问题。以AF1410高强度钢为研究对象，应用高速铣削的加工方法，使用涂层硬质合金刀片，对AF1410高强度钢进行了高速铣削实验，研究分析了在高速切削条件下刀具磨损、切削力、切削温度以及已加工表面粗糙度的变化规律。研究发现以TiCN和Al₂O₃组合的CVD涂层刀具可以适应AF1410高强度钢的长时间高速稳定切削，刀具磨损形态主要为后刀面的正常磨损；切削过程中径向力F_r最大、轴向力F_z次之、切向力F_t最小，随着切削长度的增加，径向力F_r与轴向力F_z的增幅较大，切向力F_t变化较小；切削长度增加，刀具刚切出的切屑温度逐渐上升，而工件已加工表面温度的增幅较小；已加工表面粗糙度随切削长度增加波动较小。

基于正则算法的工艺文件数字化技术研究

斯兴瑶, 廖映华, 胥云, 蒋杰, 杨明

2022, (1): 130-134. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.024

摘要 HTML PDF(4658KB)

摘要:
航发叶片工艺规程和数据信息采用二维CAD软件编写和绘制，生成的DWG工艺文件难以进行简便和高效管理。提出了叶片CAD工艺信息数字化的管理方法，首先，对叶片图纸工艺规程和数据信息进行关联性分析，采用最小二乘法完成图纸尺寸定位，根据坐标确定关键字位置，实现判断叶片工艺卡片类型；随后，判断识别需要的单元格工艺信息，利用正则算法进行文字排序，并识别处理特殊字符，调整后获得准确叶片工艺信息数据。实践结果表明，该方法能够快速、稳定地识别出CAD工艺文件中的工艺信息数据，为工厂实现智能制造数字化提供了图纸管理方法的应用参考。

基于一种高精度卷积神经网络的框架结构模型故障诊断研究

蔡超志, 池耀磊, 郭璐彬

2022, (1): 135-140. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.025

摘要 HTML PDF(5797KB)

摘要:
框架结构健康检测和故障诊断是机械工程和土木工程等学科中十分重要的科学问题，能够准确诊断出框架结构的故障是保证框架结构健康工作的基本前提。为了提高噪声条件下的框架结构故障诊断精度，对现有的TICNN(convolution neural networks with training interference)模型进行了改进，得到了一种抗噪声能力极强的新型卷积神经网络模型。为了验证提出的改进型TICNN在抗噪声方面的优越性，将它和TICNN、1DCNN(dimensional convolution neural network)、WDCNN(first layer wide convolution kernel deep convolution neural network)进行对比实验研究，结果表明提出的改进型TICNN效果最优。在此基础上，运用改进的TICNN使用二分类的方式对一种4层钢结构模型进行故障诊断实验研究，结果表明：提出的改进型TICNN在噪声条件下仍能得到较高的诊断精度，从而验证了改进的TICNN的优越性。

基于贝叶斯神经网络的机床热误差建模

王子涵, 杨秀芝, 段现银, 蒋宇辉, 王兴东

2022, (1): 141-145. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.026

摘要 HTML PDF(13912KB)

摘要:
热误差严重影响着机床的加工精度，对机床关键部件进行热特性分析是开发精密机床的重要环节。通过测量包括数控机床的特殊位置温度和定位误差在内的热特性，研究了温升与定位误差之间的关系，提出了一种基于贝叶斯神经网络的热误差建模方法。通过K-means聚类和相关系数法来选择温度敏感点，可以有效地抑制温度测量点之间的多重共线性问题。结果表明：通过使用贝叶斯神经网络能提高机床88.015 9%的精度，比BP神经网络高出15.763 8%，与BP神经网络模型相比，贝叶斯神经网络具有更加优良预测性能。贝叶斯神经网络模型为降低机床热误差的影响提供了新思路。

BPR6螺杆转子磨床的关键技术及机床动态特性分析

虞荣华

2022, (1): 146-151. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.027

摘要 HTML PDF(18830KB)

摘要:
螺杆压缩机转子的精加工使用专用数控螺杆转子磨床实现，目前，该机床大多由西方发达国家提供，货期长，售价高，且有限制向我国出口的潜在隐患。笔者公司研制了BPR6螺杆转子磨床，就该机床关键技术的几个特点，针对国外技术的2点不足之处提出的解决方案进行了论述；就第三方检测结果、国内外技术指标对比及用户使用情况及评价进行了详细说明。最后对机床整体及部件进行了模态分析，获得了机床整体及部件各阶频率，其中机床整体一阶频率为70.96 Hz。

轻工装备制造阶段关键绿色质量特性提取模型

郑辉, 赵乃莹, 郭甜甜, 邢萌

2022, (1): 152-157. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.028

摘要 HTML PDF(17589KB)

摘要:
为了提升轻工装备制造业在绿色发展过程中的可持续竞争力，在关键质量特性概念的基础上提出关键绿色质量特性(critical to green quality characteristics，CTGQs)，建立CTGQs提取模型，识别出对环境影响最大的工艺过程参数，实现轻工装备在制造阶段的关键绿色质量特性提取，为实现绿色制造提供了理论基础。为更好地消除提取过程中的冗余数据，将改进ReliefF算法与自适应粒子群(adaptive particle swarm optimization, APSO)算法相结合，提高CTGQs提取准确性。最后以啤酒发酵罐为例，验证了该模型的有效性。

基于LMD和灰色关联度的故障诊断方法研究

杨静宗, 施春朝, 杨天晴, 李常芳

2022, (1): 158-164. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.029

摘要 HTML PDF(18278KB)

摘要:
针对高压隔膜泵单向阀故障振动信号的非平稳特性，提出基于局部均值分解法(LMD)和灰色关联度理论相结合的故障诊断方法。首先, 利用LMD将高压隔膜泵单向阀不同运行状态下的振动信号分解成多个乘积函数。然后, 计算所有乘积函数的互相关系数，并从中选择互相关程度高的乘积函数来提取相应的特征向量。最后，引入灰色关联度理论，构建单向阀故障诊断识别模型，并与基于经验模态分解法(EMD)以及基于混合特征建模、单一特征建模得到的结果进行了对比分析。实验表明，所提出的方法可以较好地分解单向阀故障信号，并有效地识别了小样本条件下的单向阀故障信号。

基于引导滤波与神经网络算法的螺纹孔检测方法

马晓锋, 王中任

2022, (1): 165-170. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.01.030

摘要 HTML PDF(15615KB)

摘要:
为解决测量曲轴端面螺纹孔操作繁琐、精度差及效率低等问题, 以型号YC4W75曲轴为例，提出1种基于引导滤波与神经网络算法的螺纹孔检测方法。首先，将实时采集到的图像，利用引导滤波和形态学对图像进行预处理，消除表面噪声、花纹等影响，提取曲轴端面内螺纹小径的边缘特征，然后，结合RANSAC算法，利用Pytorch创建神经网络模型，对提取圆进行拟合，获取曲轴端面内螺纹小径的大小以及圆心间的距离。通过测试结果表明，内螺纹小径的误差在0.070 mm以内，各个螺纹孔与中心孔误差在0.200 mm以内，测量精度高、操作简单，满足工业现场精度要求，实现了曲轴端面螺纹孔位置信息的自动测量。

基于线性回归理论的数控机床精度检测及误差补偿分析

杨秀芝, 蒋宇辉, 王兴东, 王子涵

2022, (1): 171-176. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2021.09.031

摘要 HTML PDF(17631KB)

摘要:
为提高数控机床定位精度，需对精度的误差源进行分析及补偿。基于线性回归理论，采用激光干涉仪为检测工具，建立了BF-850B数控机床数据检测的精度检测与补偿模型，并根据各个测量点位误差特性进行分析，确定采用一次性线性补偿和多段式线性补偿方法；最后，结合具体的数控机床实例，根据得到的实验数据验证实现误差补偿，对定位精度的补偿效果进行了分析。结果表明：一次性线性补偿将X轴精度由4.853 1~35.025 0 μm提高至-2.472 1~0.736 3 μm；将Y轴精度由-14.425 0~-4.132 5 μm提高至-2.481 2~0.752 9 μm；将Z轴精度由-4.128 0 ~17.227 1 μm提高至-0.501 5~1.324 5 μm；多段式线性补偿将X轴精度提高至-1.364 1~0.484 0 μm；将Y轴精度提高至-1.364 1~0.551 0 μm；将Z轴精度提高至-0.412 0~0.495 2 μm；补偿前根据数据分布的主要特点，采用呈线性或分段式对数控机床的系统误差进行相应的呈线性或分段式补偿有着很好的补偿效果。

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