激光熔覆合金涂层抗空蚀和抗冲蚀性能研究进展

摘要:水力机械是水电站和泵站的核心装备,主要包括水轮机和水泵,而在水轮机上发生的空蚀和冲蚀是使过流部件失效的主要形式。自20世纪60年代以来,一直是困扰水力机械发展的关键难题。众多学者不断研究发现,在基体材料表面制备一层致密的涂层,可有效防止空蚀和冲蚀给水力机械带来的危害。激光熔覆技术作为一种新型表面改性方法,为涂层在工业上的应用拓展了新的领域。通过对现有研究归纳,本文将综合分析空蚀和冲蚀的作用机理、影响因素及预测方法,包括粉末成分和工况因素等对激光熔覆合金涂层抗空蚀和抗冲蚀性能的影响。在此基础上根据目前材料在空蚀、冲蚀性能上存在的弊端,总结了截至目前所存在的问题,展望了未来激光熔覆合金涂层材料的发展方向和趋势,为开发性能优异的激光熔覆涂层材料提供参考。

激光冲击微成形研究现状及展望

摘要: 激光冲击微成形是一种基于高能脉冲激光诱导等离子体冲击波实现微纳米级塑性变形的先进制造技术。系统综述了激光冲击微成形的原理及装备、尺寸效应、技术应用、最新应用拓展和局限性, 并进行了总结与展望。激光冲击微成形的核心装备主要包括高能脉冲激光系统、精密运动控制系统和约束烧蚀系统等, 实现高能脉冲对微纳米结构的精准成形。该技术已广泛的在微压印和微拉深等领域展开深入研究, 并较为成功地用于微纳结构的制备和生产中。同时, 基于该技术开发了以激光冲击微液压成形、激光冲击微气泡成形和激光冲击微铆接成形等新兴的激光冲击微成形技术, 促进了激光冲击技术的多元化发展。最后基于该技术现有的发展及相关局限性, 对其进行了系统性的总结与展望。

热处理技术与装备的发展现状及趋势

摘要:热处理工艺在工业生产中具有重要作用。综述了热处理技术与装备的发展现状和趋势,详细分析了表面热处理、真空热处理等传统工艺的技术原理和发展现状,并重点探讨了变压渗氮、高压气冷淬火等先进技术的优势。在热处理装备方面,对比了传统“老三炉”与现代智能化热处理装备的差异。同时从自动化、绿色节能和智能化等维度,对热处理技术与装备的未来发展进行了展望。

面向人本智造的人机协作:发展演变、融合应用与未来展望

摘要:欧盟工业5.0 赋予了智能制造新的时代内涵——以人为本,促进了人本智造(以人为本的智能制造)的快速发展。作为人本智造的核心范式之一,人机协作已成为近年来工业制造领域的研究热点。因此,对人机协作的过去和未来进行全面分析:梳理人机关系发展与演变,探讨人机协作模式的迭代与融合,归纳人机协作在多个领域的典型应用,展望人机协作未来发展愿景与技术突破方向。从工业化发展历程与人机共情程度的耦合关联中,阐述人机关系的发展与演变过程。基于人机关系及其协作特点,对制造系统人机协作模式的迭代与融合进行分析与总结。归纳人机交互、人机协同和人机共生三种人机协作典型模式在产品装配、机器人控制、自主驾驶等领域的应用,讨论不同人机协作模式在实际应用中存在的不足与挑战。展望人机协作未来愿景与发展方向,探讨未来人机协作时代需要突破的新技术、新理论,以期促进制造系统人机协作迈向人本智造新的层级。

硬质合金刀具增材制造技术发展趋势和展望

摘要:综述了增材制造硬质合金刀具的两类技术路线:基于热成形的粉末床熔融技术路线和基于生坯冷打印、脱脂和烧结工艺的冷沉积烧结技术路线。粉末床熔融技术能够制备出接近理论密度的硬质合金刀具,但存在孔隙、裂纹、脱碳以及钴蒸发等问题,通过调整激光能量密度、扫描速度和粉末特性等参数能够显著改善打印件的质量;冷沉积烧结技术能够制备出表面质量优良且力学性能优异的硬质合金刀具,但存在黏结剂残留、制件收缩等问题,通过优化黏结剂种类、脱脂工艺和烧结温度等关键参数可以提高制件的密度和力学性能。同时采用真空烧结、热压、热等静压等热处理工艺能够进一步消除材料内部缺陷,提高刀具整体性能。

深孔加工技术研究综述

摘要:深孔加工技术在能源开采等装备的核心部件制造过程中发挥着重要作用,其技术水平直接影响着装备的整体发展水平。首先,针对现有的深孔切削和特种加工方法,阐述了各种加工方法的原理,并分类综述了在提高加工性能方面所做的相关研究。其次,以解决深孔加工轴线偏斜、振动等问题为目的,报道了深孔直线度检测、纠偏技术和减振技术的研究现状。最后,对未来深孔加工发展趋势进行了展望,为深孔加工研究方向进一步选择提供了一定参考。

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。

智能缝制机器人的设计

摘要:本文旨在设计一种智能缝制机器人, 以解决现有设备在自动化程度、缝制精度和生产效率方面的不足。该缝制机器人的研究融合了多学科技术, 包括机械设计、机器人控制、电气设计、软件开发与机器视觉等。通过模块化结构设计、高精度视觉检测、动态协同缝制机制, 实现了对不同面料和工艺的高效适应性。牛仔裤后袋缝制实验结果表明:单件缝制耗时12s 左右, 效率较传统设备提升108.3%; 轮廓匹配误差小于0.15mm,质量合格率显著提高。

焊接结构件焊缝成形质量在线检测技术

摘要:目前,焊接结构件焊缝成形质量的无损检测仍普遍采用低效率、低精度的目视方法. 为改善这一现状,一种基于结构光视觉的焊缝成形质量在线检测技术被提出,建立的3D 坐标识别模型,赋予了该技术对空间3D 信息的感知能力,融合YOLOv5 与空间距离判断法的图像处理算法,从结构光图像中自主判定焊缝的类型,并自动测量焊缝的几何尺寸,如焊缝宽度、余高与焊脚尺寸等,该算法不再局限于焊缝轮廓的监测,还可准确地识别、分类与定位各种焊缝几何缺陷,如焊缝超高、错边、未焊满下垂、咬边、焊瘤、凸度过大与焊脚不对称等,并根据ISO 5817:1992 标准在线自主评定缺陷的质量等级. 结果表明,该技术对焊缝几何尺寸的测量精度可达10−2 mm 量级,对焊缝几何缺陷的质量等级评定准确率达100%,完全满足自动化焊接生产线在线评定焊缝成形质量的技术要求.创新点: (1) 设计了对接焊缝和角接焊缝同等适用的成形质量在线检测技术.。(2)实现了焊缝几何尺寸的精确测量.(3) 实现了焊缝几何缺陷的准确识别、分类、定位与质量等级评定.

我国高档数控机床与机器人产业十年发展回顾及展望

摘要:高档数控机床与机器人作为基础性、战略性、使能性产业,是制造强国战略提出的十大重点领域之一。为更好认识我国高档数控机床与机器人产业发展现状,谋划好新时期新阶段的发展路径,本文对过去十年高档数控机床与机器人产业发展成就进行系统回顾和总结,认为制造强国战略提出以来,我国高档数控机床与机器人产业均实现了跨越式发展,综合实力迈入全球第二梯队前列,在全球市场中的竞争力、影响力不断提升;展望未来,高档数控机床与机器人产业发展面临系列新机遇、新挑战,研究提出应围绕科技创新、技术攻关、场景融合、生态构建等方面积极探索系列超常规措施,加快推动高档数控机床与机器人创新突破、融合发展、集成应用,确保到2035年工业母机产业将整体步入世界先进行列、机器人进入世界领先行列,为实现新型工业化、建设制造强国夯实基础支撑。