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固结与游离磨粒协同作用硬脆材料磨抛加工机理

固结与游离磨粒协同作用硬脆材料磨抛加工机理

摘要:为了揭示硬脆材料弹性磨抛加工过程中固结与游离磨粒协同作用下的材料去除机理,设计了一种硅胶基体金刚石砂纸磨抛工具,通过配备不同浓度金刚石抛光浆料进行磨抛加工。研究了弹性工具工件间的接触应力场、速度场分布以及磨粒工件间的接触力学,建立了硬脆材料弹性磨抛加工过程中的材料去除模型。以SiC工件为加工对象,以磨抛压力、磨具转速、磨料浓度等工艺参数为影响因素完成单点磨抛加工验证实验,对磨抛加工表面材料去除轮廓进行表征。实验结果表明,建立的材料去除模型与实际材料去除深度的误差范围为4.68%~8.22%,材料去除深度与磨抛压力、磨具转速和磨料浓度成正相关,所建模型能够较好地预测弹性磨抛加工材料去除行为。
机械 2026年02月10日
六自由度工业机器人运动可靠性分析

六自由度工业机器人运动可靠性分析

摘要：为评估六自由度工业机器人末端执行器在任务空间中作业的可靠性与精确性，提出了一种基于包络法的机器人运动可靠性分析策略。首先，通过运动学获得机器人系统的误差函数及可靠性模型。其次，采用包络法求解可靠性模型获得末端执行器的失效概率，并通过泰勒公式对误差函数进行线性化处理，同时，在计算过程中排除协方差矩阵中的冗余点，使其符合正定条件，提高包络线的准确性。最后，对所提方法进行了仿真分析，结果表明，包络法相对于蒙特卡洛法的误差为0.5%~19.8%，验证了该方法的有效性。
机械 2025年01月20日
高端数控机床正向设计方法发展研究及建议

高端数控机床正向设计方法发展研究及建议

摘要：文章阐述了高端数控机床正向设计理论、方法和技术体系对实现我国面向重点领域用户需求的高端数控机床自主研发、维护国家关键核心技术自主可控的重要战略意义；提出了贯穿于设计、加工、装配过程，面向机床末端空间位姿误差/相对动柔度特性约束的整机静动刚度、几何精度、热平衡、装配工艺过程精度等正向设计方法和关键科学问题；论述了国际领先研究机构在机床正向设计领域的研究进展，提出了发展和提升我国高端数控机床正向设计技术水平的政策建议。
机械 2026年02月04日
面向工业5.0 的人机协作增材制造

面向工业5.0 的人机协作增材制造

摘要：工业5.0 是一种以价值驱动的新兴制造模式，其中人本智造是核心理念之一。然而，目前人本智造研究主要聚焦于系统层级，针对增材制造等特定工艺应用的研究仍然较少，因此亟需明晰相关科学问题与关键挑战。基于人-信息-物理系统的理论体系，提出了面向工业5.0 的人机协作增材制造参考框架，建立产品-经济-生态三层次模型,并结合增材制造技术的内在特点和功能演进阐释了人机协作增材制造的基本概念。围绕产品开发流程，讨论了关键使能技术，包括万物互联、人工智能、数字孪生、扩展现实、智能材料等。最后，探讨了人机协作增材制造在产品层、经济层、生态层中的典型应用，包括个性化产品设计、交互式制造、面向工艺链的人机协作、众创式设计、分布式制造和节能减排等。该框架旨在研究人机协作增材制造，通过发展人-信息-物理系统理论，首次系统地阐述了其核心概念、关键技术和典型场景，以推动增材制造向人机协作的工业5.0 范式转变，更好地满足用户个性化需求。
机械 2024年12月02日
仿生微纳结构减阻表面及其制造技术研究综述

仿生微纳结构减阻表面及其制造技术研究综述

摘要：减阻表面在航空、航天、航海等众多领域因发挥着减少能耗的重要作用而受到越来越多的关注，如何实现高效减阻具有重要意义。自然界中的动植物经过上亿年的自然选择形成了许多具有低阻特性的表皮结构，模仿鲨鱼等低阻生物制备的仿生微纳结构表面为高效减阻提供了新思路。本综述系统总结了仿生微纳结构减阻表面的研究进展，梳理了鲨鱼和其他鱼类启发的减阻表面的形貌特征及减阻机制，阐述了高能束流加工技术、表面刻蚀加工技术、超精密机械加工技术、3D打印技术、生物复制成形技术等减阻表面的制造技术，并简述了现有仿生减阻表面在航天、体育赛事、管道输送等方面的实际应用情况。最后，基于研究进展、制造技术和实际应用的分析，总结了仿生微纳结构减阻表面的突出优势，并凝练了仿生微纳结构减阻表面制造技术所面临的现状和挑战。
机械 2026年03月19日
基于3D视觉的切割机器人路径规划研究

基于3D视觉的切割机器人路径规划研究

摘要：为提高机器人在切割工件时的精确度，对3D 视觉切割机器人进行了路径规划研究。根据3D 相机视场固定的特点，采用一种求解手眼关系矩阵的多点标定法对摄像机进行标定。将3D 相机采样得到的点云数据转化为机器人坐标系下的点云数据。针对点云数据处理，提出阈值自适应采样法，使用三次多项式对预切割空间曲线进行拟合。采用一种姿态估计算法，通过对切割微切平面进行拟合，完成切割机器人作业空间前进矢量和进给矢量的计算，将规划结果应用于机器人切割作业。实验结果表明，该系统误差在0.24 mm 以内，切割轨迹线形良好，可满足切割机器人系统的要求。
机械 2026年07月31日
内孔热喷涂技术的研究进展

内孔热喷涂技术的研究进展

摘要：在高速、高温、高压、强氧化等极端工况下，机械零部件的内表面常面临着磨损和腐蚀的严峻挑战。为了有效应对这一挑战，内孔热喷涂技术被广泛研究和应用。该技术专门针对工件内表面，通过喷涂耐磨或防腐等涂层以增强工件的使用寿命。综述了内孔等离子粉末喷涂、内孔等离子转移弧喷涂、内孔超音速火焰喷涂和内孔电弧喷涂等4 种主要内孔热喷涂技术，从技术原理、操作方式、发展历程和其在工业领域的应用等多个维度，全面分析了这些技术的特性及其优缺点。并进一步探讨了内孔热喷涂技术在工程应用中遇到的挑战及其解决策略，并指出未来的研究重点是开发新型喷涂技术和材料，以及利用数值模拟技术对涂层性能进行预测和优化。
机械 2026年08月26日
工程机械产品结构件加工现状及发展

工程机械产品结构件加工现状及发展

摘要：面对引进先进设备、使用高效刀具和采集关键数据进行大数据分析的行业趋势，针对工程机械产品结构件机械加工的特点，介绍设备、刀具及工艺等方面的现状及发展。关键词：设备；刀具；智能制造
机械 2024年01月08日
智能主轴技术发展综述

智能主轴技术发展综述

摘要: 主轴作为数控机床的核心部件，其智能化是未来的重点发展方向。对智能主轴的概念和发展现状进行了概括，并对目前智能主轴的相关研究进展进行了较全面的综述，描述了智能主轴的特点和未来发展方向，详细阐述了智能主轴的状态监测、多源信息融合以及状态决策和主动调控这3 大功能，论述了智能主轴的发展局限性和面临的挑战，认为自顶向下设计、智能传感器和执行器、实时数据处理和决策、以预测为中心的控制和维护等潜在技术将进一步推动智能主轴的发展。
机械 2024年07月18日
光学窗口材料飞秒激光加工研究进展

光学窗口材料飞秒激光加工研究进展

摘要：金刚石、硫化锌和碳化硅等光学窗口材料具有良好的机械和光学特性， 是红外成像制导系统的关键材料。超短脉冲、高瞬时功率的飞秒激光已成为金刚石等光学窗口材料的加工利器， 解决了机械加工、化学刻蚀和微放电加工等传统加工技术存在的机械损伤、裂纹、粗糙度和残余应力高等问题。梳理了飞秒激光与宽禁带光学窗口材料相互作用的非线性能量吸收、非平衡态能量传递与转移机理和材料去除机制。分析了金刚石、硫化锌和碳化硅等光学窗口材料飞秒激光工艺研究及其典型应用。最后， 总结了金刚石等光学窗口材料飞秒激光加工仍存在的问题及其应对策略。
机械 2026年07月29日