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面向精密电主轴的非晶高速永磁电机设计与分析

面向精密电主轴的非晶高速永磁电机设计与分析

摘要：针对高端精密高速电主轴普遍存在损耗大、效率低、转子发热严重等问题，提出采用基于非晶合金定子铁芯的高速永磁同步电机，根据非晶合金定子铁芯的磁化特性和损耗特性开展了高速永磁同步电机优化设计研究，采用有限元法建立了一款额定功率3.7kW、额定转速7000rmp、最高转速15000rmp的永磁电机物理分析模型，与相同结构参数的硅钢（35W270）电机损耗、效率等性能进行了对比分析。通过分析结果表明采用非晶合金作为高速永磁电机定子铁芯较硅钢电机额定工作点理论铁损下降76.5％；经对两款样机进行实际测试，考虑到铁芯加工及装配工艺导致铁损的恶化，实测铁损下降50.7％，效率提高1.4％，相同负载与冷却条件下定子绕组温升下降15.1K，表明了非晶铁芯在高速电主轴中应用具有明显的优势。
机械 2024年02月27日
焊接机器人焊缝跟踪方法及路径规划研究

焊接机器人焊缝跟踪方法及路径规划研究

摘要:焊缝自主跟踪是机器人焊接智能化的关键，其精度是评价焊接质量的重要指标。焊接对象或条件的改变对精度的影响最为直接，尤其当焊件表面存在缺陷时会产生较大的跟踪误差。为此，开展焊接机器人焊缝跟踪方法及路径规划研究，提出焊缝跟踪的4步法：1）利用激光传感器扫描坡口，获取轮廓数据。2）接着通过组合滤波算法，运用限幅滤波和高斯滤波处理数据以平滑噪声。3）采用导数法初步定位特征点，通过寻找第1阶和第2导数极值点以定位第1类和第2类特征点；以初步定位获得的特征点为分界点，分段拟合坡口轮廓数据，计算各拟合线段的交点进而得到精确定位的特征点。4）通过传感器位姿标定，确定其相对末端坐标系的位置，借助转换矩阵将传感器检测到的焊缝特征点转化到基座标系下，得到机器人的空间定位点；运用3次样条插值法生成焊枪末端轨迹，并驱动机器人按照预定轨迹运行，进而实现焊缝的有效跟踪。通过实验验证直线与曲线焊缝的跟踪效果，结果表明：初步定位时，跟踪误差约为0.628 mm、0.736 mm，经精确定位后，误差降为0.387 mm、0.429 mm，提升幅度分别超过38.4%、41.7%；且焊枪的抖动现象得到减弱，达到自动焊接误差≤0.5 mm的精度要求，表明了文中所提出跟踪方法的有效性，可为焊缝的高精度跟踪和自动焊接研究提供有益参考。
机械 2024年09月04日
电弧增材制造装备系统与应用的发展现状

电弧增材制造装备系统与应用的发展现状

摘要：电弧增材制造技术作为一种低能耗、可持续的绿色制造技术，极为适合大型复杂构件的低成本、高效制造。然而，复杂结构和高性能构件的制造需求对电弧增材制造装备系统提出了很大的挑战。目前，电弧增材制造装备系统的成形精度、质量以及稳定性限制了其进一步发展和应用。阐述电弧增材制造的技术原理，从机构自由度、成形精度和质量、成形效率以及热输入控制等方面总结了电弧增材制造装备系统的发展现状，并结合电弧增材制造技术在工业制造领域的应用实例探讨其广阔的应用前景，最后展望该领域未来的发展方向。通过对装备系统与应用进展的阶段性总结，旨在促进电弧增材制造的进一步工业化应用。
机械 2026年03月26日
低温共烧陶瓷的增材制造技术综述

低温共烧陶瓷的增材制造技术综述

摘要：低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramics, LTCC）具有优异的介电性能、热稳定性和多功能集成能力，在5G/6G 通信、毫米波雷达、卫星载荷、系统级封装等领域得到广泛应用。然而，传统工艺存在两方面显著局限：一是受成型方式制约，难以实现曲面多层基板的高精度制造；二是工艺流程复杂且对批次规模依赖性强，难以满足单件、小批基板的快速验证需求。增材制造基于逐层堆叠、按需沉积的独特技术路径，为突破上述瓶颈提供了创新性解决方案。文中系统综述了LTCC 增材制造所涉及的材料制备、成型工艺方面的研究动态，分析了当前存在的关键问题，并展望了未来发展方向。
机械 2026年04月24日
激光熔丝定向能量沉积增材制造技术研究现状与发展趋势

激光熔丝定向能量沉积增材制造技术研究现状与发展趋势

摘要：随着航空、航天、航海等领域的发展，高端装备的服役条件愈加苛刻，对制造业的发展提出了更高的要求。增材制造技术，又称为3D 打印技术，相较于传统制造技术在复杂形状结构制造方面优势显著，有望实现三维空间内特定位置的打印和独特性能的结构打印。激光熔丝定向能量沉积（wire-based laser directed energy deposition，W-LDED）技术作为增材制造技术的重要分支，具有高效率、高精度和高材料利用率等显著优势，在高端装备制造领域具有广阔的应用前景。尽管W-LDED 技术具有诸多优点，但其工艺参数选择、多次热循环以及制造过程精确控制和可重复性等方面仍存在诸多挑战，沉积质量和制造稳定性受多种因素影响，如何解决这些现状难题是当前国内外的研究重点。基于此，本文从工艺参数优化、沉积质量分析和组织成分调控三个方面对W-LDED 技术的研究现状进行了详细介绍，分析了不同参数对成形质量和制造稳定性的影响，提出了优化策略，进一步总结了W-LDED 技术当前的应用场景，并对该项技术的未来发展趋势提出了设想，包括材料创新设计与发展多功能复合材料、成形机理研究、建立工艺-缺陷-组织性能预测模型、增/减材一体化制造新方法和大尺寸、高精度、多功能装备开发。
机械 2026年04月22日
PCBN刀具和材料存在的问题及发展思考

PCBN刀具和材料存在的问题及发展思考

摘要：介绍了PCBN刀具和材料在国内的研究和市场现状。经过近50年的发展,PCBN 刀具在国内占比7%左右,全球占比6%左右,实际规模与理论预期存在差距,分析其未达到预期的主要原因是PCBN的成型性和可加工性差、生产制造成本高、强度韧性低。提出大腔体合成技术、更高效先进的PCBN 加工技术、高强度高韧性PCBN合成技术及PCBN铣刀是未来PCBN刀具和材料的发展方向。
机械 2026年04月16日
金属增材制造的前沿技术创新与应用

金属增材制造的前沿技术创新与应用

摘要：回顾了2024年金属增材制造的最新研究进展与热点应用，涵盖了新材料开发与应用、制造工艺的新突破、自动化与智能化的提升、软件开发的新进展、重点行业的最新应用以及行业标准与政策新动态等方面。随着新型金属合金材料的不断出现，金属增材制造在航空航天、汽车、医疗等行业得到了广泛应用。制造工艺的创新和智能化技术的结合显著提升了生产效率和质量控制。尽管面临材料成本高、生产效率低等挑战，金属增材制造在技术、标准和市场的不断发展中展现出广阔的前景，尤其在智能制造、绿色制造和个性化定制领域具有巨大潜力，未来有望实现更广泛的应用。
机械 2026年04月08日
面向光学元件磨削加工的机器人力控系统研究

面向光学元件磨削加工的机器人力控系统研究

摘要：随着自由曲面光学元件加工需求日益增长，能短周期高柔性智能化成线的超精密磨削、抛光设备及工艺成为光学元件批量生产的关键。传统超精密磨削机床设计周期长、制造及投入成本高，难以满足中小批量定制的多样化市场应用。基于大工作空间、低成本且智能化、柔性化的六轴工业机器人，提出了机器人主动柔顺力控磨削方法，探究机器人力控磨削作业的运动控制，研究力控法兰特性从而掌握力控控制策略；基于力控磨削工艺实验求解建立稳定磨削力模型，实现通过控制力控期望力来实现机器人恒定磨削深度，粗磨阶段有效提升工件面形质量，相较于机器人无力控磨削，机器人力控磨削峰谷值（peak-to-valley,PV）提升了57.8%，均方根值（root mean square, RMS）提升了63.5%。
机械 2026年03月30日
植物油基切削液的改性方法与切削性能研究进展

植物油基切削液的改性方法与切削性能研究进展

摘要：植物油基切削液作为一种环境友好型润滑剂，凭借其较强的生物降解性和低毒性，在金属加工领域展现出显著的应用潜力。与传统矿物油基切削液相比，植物油基切削液在绿色制造和可持续加工中的应用具有重要意义。然而，单一植物油基切削液对加工性能的改善程度有限，尤其是在复杂的加工条件下，其性能可能不满足实际需求，且其作用机理研究相对欠缺，难以为清洁切削提供更为精准的理论支持。为了解决上述问题，首先梳理了植物油基切削液（包括分类、分子结构及其物理化学性质）的基础特性，揭示了这些因素如何影响其润滑性、抗氧化性及冷却能力。然后，对多油混合、化学改性、功能添加剂及纳米增强等改性方法进行系统综述。重点针对金属切削中植物油基切削液对切削力、切削温度、表面质量及刀具磨损等方面的影响进行阐述，揭示了热力载荷优化、刀具磨损降低的内在机理。最后，展望了植物油基切削液未来的研究方向，并为其在绿色制造、可持续加工中的广泛应用提供理论支持和技术指导。
机械 2026年05月07日
高速滚动轴承打滑动力学理论和试验研究进展

高速滚动轴承打滑动力学理论和试验研究进展

摘要：打滑及其引发的打滑损伤是高速滚动轴承长期存在的问题，系统梳理了滚动轴承打滑动力学理论模型和打滑测试方法的研究进展，归纳了圆柱滚子轴承和角接触球轴承打滑特性的影响因素，总结了关键参数对轴承打滑特性的影响机理，并阐述了轴承打滑的部分预防措施，提出了高速滚动轴承打滑特性需要进一步完善和深入的研究方向为建立适用的轴承打滑简化预测方法，采用热弹流润滑模型计算牵引系数，考虑轴承腔内的润滑油分布和轴承温度场建立热流固耦合动力学模型，开发适用于主机设备的轴承打滑率实时监测装置。
机械 2026年03月27日