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超疏水表面加工技术及耐磨性能研究进展

超疏水表面加工技术及耐磨性能研究进展

摘要:当前制备的超疏水表面耐磨性能普遍较差,因而其在各领域的应用受到限制。研究表明微纳结构和低表面能是实现功能表面超疏水性能的关键因素,因此,首先基于超疏水表面作用机制,对超疏水表面织构进行了归纳,旨在通过优化表面织构来解决微纳结构易磨损难题;然后对超疏水表面加工技术进行了梳理总结,从成本和效率两个方面分析了降低表面能的措施,为拓展超疏水表面加工体系提供思路;进而详细总结了超疏水表面耐磨性的分析手段,并阐述了提高超疏水表面耐磨性的方法;最后,展望了耐磨性超疏水表面的未来发展前景,以期推动超疏水表面在工程中的大规模应用。
机械 2024年09月30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
面向材料的超精密金刚石切削加工机理

面向材料的超精密金刚石切削加工机理

摘要：采用超精密单点金刚石切削加工技术制备超光滑表面在国防尖端和航空航天等领域具有重要应用. 当前缺乏对超精密加工机理的理解, 极大地制约着超精密加工技术的提高. 金刚石切削加工是一个刀具与材料高度耦合的过程, 工件材料的性能对加工结果具有重要影响. 本文研究了具有不同属性和微结构的典型材料超光滑表面的金刚石切削加工机理: (1) 研究了多晶金属铜金刚石切削加工中的非均质特性, 重点关注了晶界对表面创成的影响机制及其抑制策略; (2) 研究了单晶硅和单晶碳化硅金刚石切削加工中的脆塑转变机理, 重点关注了超声椭圆振动辅助切削加工技术对硬脆材料延性加工性能的提升; (3) 研究了反应烧结碳化硅和铝基碳化硅金刚石切削加工中的各相材料协同加工变形机制, 重点关注了振动辅助和切削路径对复合材料表面创成的影响规律. 本文的研究成果为不同材料超光滑表面的超精密金刚石切削加工创成提供了理论依据.
机械 2024年08月28日
机器人谐波减速机柔性轴承用钢的超高旋转弯曲疲劳强度的研究

机器人谐波减速机柔性轴承用钢的超高旋转弯曲疲劳强度的研究

摘要：采用电弧炉生产工艺，控制废钢/铁水比为80%以上，开发出长寿命机器人谐波减速机柔性轴承用钢，从非金属夹杂物、奥氏体晶粒度、碳化物带状组织方面对比柔性轴承用和传统滚动轴承用钢的冶金质量，并利用旋转弯曲疲劳试验的方法测试柔性轴承用和传统滚动轴承用钢在107循环周次条件下的疲劳强度。机器人谐波减速机柔性轴承用钢的w［O］＜0.0004%，w［Ti］＜0.001%，A类硫化物类非金属夹杂物≤1.0级，B类和D类氧化物类非金属夹杂物≤0.5级，极值统计法预测最大球状夹杂物的尺寸＜30μm，检验结果表明柔性轴承用钢具备超高纯净度。通过在冶炼过程增加Al和N的元素含量，柔性轴承用钢具有10级的奥氏体晶粒度，远高于传统滚动轴承用钢的8.5级晶粒度。通过延长高温扩散时间，7.1和7.2级别的碳化物带状组织占比要高于传统滚动轴承用钢，超高晶粒度和碳化物带状组织的带宽减小表明柔性轴承用钢具备超高组织均匀性。柔性轴承用钢在107循环周次条件下具有超高旋转弯曲疲劳强度为1016 MPa，疲劳寿命略高于传统滚动轴承用钢。
机械 2024年08月19日
金属3D打印技术正在成为模具制造智能化的关键技术

金属3D打印技术正在成为模具制造智能化的关键技术

摘要：金属3D打印是最具代表性的增材制造技术，其工程应用有助于提高复杂精密模具的数字化、智能化设计制造水平。由于与模具制造业有着共同的产业特征，所以金属3D打印技术正在成为模具高效、高精度制造的新关键技术。我国的模具行业正在以推动3D打印制模技术创新发展为契机，提升模具产业基础高级化和产业链现代化，推动模具产业由大转强。
机械 2024年07月29日
基于视觉传感的焊接机器人焊缝识别跟踪技术研究现状

基于视觉传感的焊接机器人焊缝识别跟踪技术研究现状

摘要：焊缝识别跟踪技术是未来焊接机器人的一个重要发展方向，对于焊接机器人的自动化、智能化焊接具有重要推动作用。从机器人传感技术、焊缝识别及焊缝特征提取技术、机器人跟踪控制技术等方面，对相关技术特征、国内外发展现状及未来发展方向作了较为系统的阐述。其中，焊缝的实时识别及焊缝特征提取技术是焊缝识别跟踪控制系统的核心，而噪声处理也是焊缝识别与特征提取的关键；基于激光视觉的主动传感、优质的焊缝特征提取算法、图像去噪技术以及稳定的跟踪控制系统，是焊缝识别跟踪系统稳定可靠工作的重要保证；可进行多类型焊缝识别、自适应性好、抗干扰能力强是推动相关技术大范围推广普及的重要基础；多焊缝识别技术、多层次特征提取智能学习算法等是焊缝识别跟踪技术的未来发展方向之一。
机械 2024年07月29日
电子束粉末床熔融增材制造装备发展综述

电子束粉末床熔融增材制造装备发展综述

摘要：电子束粉末床熔融（EB-PBF）增材制造技术具备成形效率高、成形零件应力低等优势，适用于高温合金、高熔点金属的成形，在航空航天、生物医疗等领域具有广阔的应用前景。对电子束粉末床熔融装备的研究情况进行了概述，回顾了EB-PBF 装备的发展历程，汇总分析了国内外主要厂商的装备特点及研发进展，综述了抗吹粉、多材料、多束流复合3 个方面装备的关键改进与创新方法。在此基础上，着重介绍了离子中和、机械装置屏蔽、近红外预热等新型成形舱改进方案，及其对工艺过程稳定性的提升效果；介绍了新型铺送粉装置改进方案对多材料成形的潜力，即该方案可有效满足多材料成形、成形效率提高等需求；此外提出并实现了多电子枪同幅加热成形、电子束-激光复合成形等突破传统单电子枪加工思路的新型成形技术。最后，总结了该方向的研究进展并对其发展前景和主要发展方向进行了展望。
机械 2024年07月19日
超声加工技术的应用及发展趋势

超声加工技术的应用及发展趋势

摘要：主要围绕工业应用需求角度介绍超声加工技术的发展概况、研究现状及未来发展趋势等。超声加工技术是一种面向难加工材料（硬脆材料、复合材料、难加工金属材料等）的特种加工技术，在航空航天、汽车、半导体、3C和医疗等领域存在着广阔的应用前景。超声加工技术可通过超声振动能量实现难加工材料的精密去除。近年来，在国内外众多高校、研究院所和企业的共同努力下，超声加工技术得到了快速发展，实现了在多类难加工材料精密加工场景的大量典型应用。超声加工技术作为先进制造技术中特种加工技术的代表，将为制造业水平的提升提供重要支撑。
机械 2024年07月19日
3D打印技术与铸造技术的融合应用与展望

3D打印技术与铸造技术的融合应用与展望

摘要：介绍了3D打印技术与铸造技术融合应用的背景，综述了工业级3D打印与铸造融合配套技术，如SLS技术、SLA技术、3DP和SLM技术的优缺点及应用，浅析了目前工业级3D打印技术和铸造技术融合配套应用的现状。通过研究，进一步明确了3D打印技术与铸造技术融合应用的现实可行性和市场前景，以助于该技术广泛应用于工业生产中，加速个性化创新，促进铸造行业发展，实现制造业转型升级。通过实际应用案例，展现了3D打印技术与铸造技术相融合快速制造复杂零部件的可行性，以及技术共享、技术推广、技术革新的成果。
机械 2024年07月19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