高热点论文 |《制造技术与机床》2022年第8期|制造技术与机床|工件|应力|轧辊|钻削|齿轮

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王得强, 吴军, 关立文. 结合知识图谱的行业知识库构建方法研究[J]. 制造技术与机床, 2022(8): 74-80.

结合知识图谱的行业知识库构建方法研究

王得强吴军关立文

（清华大学机械工程系）

摘要

首先阐述了机器学习和知识图谱的相关概念以及在行业知识库建设中的应用情况和地位，然后结合典型算法介绍了机器学习常见的模型，为提高行业知识库中知识的关联性并降低冗余性，引入了行业知识图谱及其构建相关的新技术方法，进而引出了对于行业知识库构建方法的研究，结合智能知识库展示了知识图谱的创新性应用，即利用知识图谱为知识库的搜索和推荐功能提供技术支持，同时通过知识图谱对领域知识进行更加直观地展示。最后，结合行业知识库的建设工作对机器学习和知识图谱在其中的作用发挥进行了更深一步的阐述和总结。

基金

国家重点研发计划基金“网络协同制造和智能工厂”（2018YFB1703502）

陆耀珣, 王立平, 孙丽荣, 杨金光, 王冬, 李学崑. 基于改进遗传算法的轧辊磨削产线智能排程方法[J]. 制造技术与机床, 2022(8): 149-155.

基于改进遗传算法的轧辊磨削产线智能排程方法

陆耀珣① 王立平①② 孙丽荣③④

杨金光④ 王冬② 李学崑②

（ ①电子科技大学机械与电气工程学院；

②清华大学机械工程系；

③山东钢铁集团日照有限公司；

④轧制技术及连轧自动化国家重点实验室）

摘要

针对多工件、多工序、多磨床和多天车的轧辊磨削产线调度问题，提出一种改进遗传算法实现“工件-设备-天车”时空耦合约束下的高效智能排程。建立轧辊磨削产线调度模型，从编码、选择、交叉及变异等4个方面对遗传算法进行改进，在生成可行解的同时提高寻优及跳出局部最优的能力；设计基于动作分解的天车解码规则及系列算子，完成产线智能排程。以最大完工时间为性能指标并与其他算法对比，结果表明所提出的智能排程方法明显更优。

基金

国家自然科学基金项目（52105520、51975319）

北京市自然科学基金项目（3214043）

王天宇, 金成哲, 邵雍博. 钻削参数对碳纤维复合材料钻孔质量的分析[J]. 制造技术与机床, 2022(8): 41-48.

钻削参数对碳纤维复合材料钻孔质量的分析

王天宇金成哲邵雍博

（沈阳理工大学机械工程学院）

摘要

碳纤维复合材料（CFRP）由于其层间强度低，各向异性等特点，极易出现加工损伤，而钻削参数的选取，对钻孔质量有着很大的影响。利用有限元软件建立钻削T300碳纤维复合材料仿真模型，选择不同切削用量进行钻削加工仿真，分析切屑及其形成原因。采用正交试验法进行钻削加工试验，将得到的钻孔毛刺、撕裂、分层损伤和孔壁损伤等几种损伤试验结果，与仿真结果进行对比验证并分析其产生原因。结果表明：对T300碳纤维复合材料钻孔时，孔出口处撕裂缺陷远大于孔入口处缺陷，即入口处钻孔质量要好于出口处钻孔质量。对孔出、入口处撕裂值影响程度最大的是钻头直径，切削速度次之，进给量影响最小；而对孔径尺寸误差影响最大的是钻头直径，进给量次之，切削速度影响最小。

基金

张中伟, 孟亚, 李艺, 李元生, 胡文博, 惠延波. 考虑工件分批的混合流水车间节能调度研究[J]. 制造技术与机床, 2022 (8): 161-170.

考虑工件分批的混合流水车间节能调度研究

张中伟孟亚李艺李元生胡文博惠延波

（河南工业大学机电工程学院）

摘要

生产调度是混合流水车间提高效率和降低生产能耗的有效措施。考虑工件运输、机床换刀约束，综合基于刀具磨钝标准的工件均等分批方法和“关机重启”节能策略，建立了以能耗和最大完工时间为优化目标的混合流水车间节能调度模型，进而利用非支配排序遗传算法实现了模型求解。混合流水车间环境下，所提模型能够权衡优化目标，合理划分各类作业加工批次，同时针对各批次选择合适的加工机床，合理安排各机床上工件批次工序的加工顺序和“关机重启”节能策略的应用时机。最后，案例研究验证了建立模型的节能效果和求解方法的有效性。

基金

国家自然科学基金资助项目（U1704156）

河南省科技攻关计划资助项目（212102210357）

罗静, 康先强. 成形法加工螺旋锥齿轮切削力模型研究[J]. 制造技术与机床, 2022(8): 33-40.

成形法加工螺旋锥齿轮切削力模型研究

罗静①② 康先强①②

（①重庆理工大学机械工程学院；

②重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室）

摘要

A286高温合金十二角法兰面螺栓通常采用热镦成形，但其生产工序繁冗、加工效率低和制造成本高。针对某航天用A286高温合金十二角法兰面螺栓，根据其结构特点，提出一种多工位冷镦成形工艺，利用室温压缩实验，得到A286高温合金的真实应力-应变曲线，并导入到数值模拟软件Deform-3D中，对A286高温合金十二角法兰面螺栓的多工位冷镦成形工艺过程进行了数值模拟，综合分析了各工位的载荷-时间曲线、等效应力场分布、等效应变场分布和损伤值分布，确定了成形工艺参数。最后根据数值模拟结果和成形工艺过程设计相应模具结构，并在多工位冷镦机上进行了工艺试验。试验结果表明，通过合理设计冷镦工艺次数，可以在模具许用应力范围内实现A286高温合金十二角法兰面螺栓的冷镦成形，工艺试验得到的A286高温合金十二角法兰面螺栓锻件充填饱满，和模拟结果一致性较好，对该类零件及其他相似零件的多工位冷镦成形具有一定的指导意义。

基金

康贺铭, 邓海龙, 李明凯, 李永平, 陈雨, 杨溥, 于欢. 渗碳齿轮接触疲劳特性及寿命预测模型构建[J]. 制造技术与机床, 2022(8): 137-141, 177.

渗碳齿轮接触疲劳特性及寿命预测模型构建

康贺铭① 邓海龙①② 李明凯①

李永平① 陈雨① 杨溥① 于欢①

（①内蒙古工业大学机械工程学院

②内蒙古自治区先进制造技术重点实验室）

摘要

虑及热处理工艺等因素对渗碳Cr-Ni齿轮接触疲劳寿命的影响，构建渗碳齿轮接触疲劳寿命预测模型。利用齿轮接触疲劳试验机进行齿轮接触疲劳试验并基于Hertz理论计算齿轮接触应力。依据试验结果绘制S-N曲线，通过齿面形貌观察与试验数据比对可知，在形成点蚀现象之前的齿轮接触疲劳寿命占主要部分，点蚀现象出现后齿轮便迅速失效。基于Paris公式、虑及齿轮局部与整体硬度、残余应力、裂纹闭合效应和裂纹长度构建齿轮接触疲劳寿命预测模型。模型预测结果表明，所构建的模型可以较准确预测齿轮接触疲劳寿命，为人们了解齿轮接触疲劳特性以及预测齿轮接触疲劳寿命提供了新的可靠的方法。

基金

内蒙古自治区自然科学基金（2018BS05005，2021LHMS05009）

内蒙古高等教育研究项目（NJZY21306）

内蒙古自治区其他厅局项目（2018NMKJ11）

内蒙古工业大学科学研究项目（ZZ201801，ZY202005）

任建华, 张宁可, 高瑞贞. 用于并联机器人定位抓取的双目视觉算法实现[J]. 制造技术与机床, 2022(8): 49-56.

用于并联机器人定位抓取的双目视觉算法实现

任建华张宁可高瑞贞

（河北工程大学机械与装备工程学院）

摘要

自动化行业中机器人的对象抓取高度依赖机器视觉做定位分析。针对现有双目视觉机器人定位精度低、效果差等问题，提出一种改进SGBM立体匹配算法在并联机器人中的精确定位。主要将梯度信息融入到SAD算法当中，构建代价计算作为相似性度量函数；然后引入自适应双边滤波进行代价聚合，弥补了人为设置参数去寻找最优过程繁琐的缺陷，同时去除噪声提高匹配准确性，从而完成三维点云的重构。最后，利用手眼标定算法将相机坐标数据传送到机器人坐标系统下，进而引导机器人实现对工件的精度位置抓取。实验表明，在双目相机视野内任意摆放工件，都能完成准确定位抓取，且误差率平均在5%以下，与传统算法相比具有更高的实时性和准确性，在自动化行业具有不错的应用前景。

基金

河北省高校科技攻关项目（ZD2018207）

朱思达, 卢志伟, 刘波, 张君安. 基于方箱的气浮工作台控制系统稳定性分析[J]. 制造技术与机床, 2022 (8): 178-184.

基于方箱的气浮工作台控制系统稳定性分析

朱思达卢志伟刘波张君安

（西安工业大学机电工程学院）

摘要

为了进一步开展对气浮静压导轨支承与直线电机驱动相互匹配稳定性研究，设计并研制了一种基于方箱的二维气浮工作台。二维气浮工作台以方箱为机构设计和装配基准可以有效提高其承载性能和运动精度，但由于整个气浮工作台摩擦阻尼小、负载惯性大而导致其控制系统稳定性较差，因而需对其系统的稳定性进行分析并提出其改进措施。论文基于气浮工作台建立了其直线电机数学模型并推导了其控制系统传递函数，采用Matlab对其伯德图进行计算和稳定性裕度分析并搭建了实验平台进行验证。结果表明：气浮工作台两轴向的电流环、速度环以及位置环的相角裕度均大于60°以及幅值裕度大于10 dB，满足系统稳定裕度要求从而保证了控制系统具有良好的稳定性；实验结果与仿真分析结果具有较好的一致性，验证了气浮工作台控制系统的稳定性。

基金

陕西省科技厅重点研发计划项目（2022GY-215）

张浩, 李金泉. 切削加工TC4表层特性研究与分析[J]. 制造技术与机床, 2022(8): 27-32.

切削加工TC4表层特性研究与分析

张浩李金泉

（沈阳理工大学机械工程学院）

摘要

切削过程表层材料特性变化容易引起表面疲劳破坏等现象。通过对钛合金TC4进行车削试验，研究进给量对表层晶粒塑性变形的影响规律，利用有限元仿真对TC4切削过程模拟，获得切削表面温度和应力。试验与仿真结合，探究TC4切削表层晶粒变化、切削表面温度和应力间的联系。研究结果表明：随着进给量的增大，TC4已加工表层塑性变形程度呈现增大趋势，表面温度和应力随进给量增大也增大。在表面温度和应力的综合作用下，表层晶粒出现拉长和弯曲变形，越靠近表面处变形越明显。

基金

国家自然科学基金资助项目（51775357）

庞飞, 雷大江, 王伟. 基于控制磨削前角的金刚石研磨损伤分析[J]. 制造技术与机床, 2022(8): 104-108.

基于控制磨削前角的金刚石研磨损伤分析

庞飞①② 雷大江① 王伟②

（ ①中国工程物理研究院机械制造工艺研究所

②电子科技大学机械与电气工程学院）

摘要

为解决金刚石材料亚表层损伤难以检测的问题，基于分子动力学理论和方法，建立了金刚石双磨粒磨削的三维仿真模型进行分析，研究磨粒不同磨削前角参数对磨削力和材料损伤的影响规律。仿真分析结果表明：增大磨削前角可以减小磨削力，但法向磨削力受到的影响更加明显；负前角磨削的平均摩擦系数更小，更容易实现金刚石原子的去除；负前角磨削下的金刚石材料亚表层损伤起伏偏大，增大磨削前角可以减小亚表层损伤的起伏变化，改善亚表层损伤。

基金

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