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硬质合金抗弯强度及其分散性的研究

 

1 引言

硬质合金具有硬度高、耐磨性好等特点，是机械、冶金、矿山开采、石油钻探、化工、纺织、军工等行业不可缺少的工具材料。由于硬质合金材料脆性较大，因此开发应用时对其抗弯强度的研究非常重要。大量研究表明，硬质合金的抗弯强度与材料中碳化物和粘结相的种类、含量和粒度、合金的含碳量、烧结工艺、热处理工艺、组织缺陷(如空洞、粗大碳化物、粘结相池、夹杂物等)以及试样的表面状态和残余应力等因素密切相关。有关研究发现，脆性较大的材料具有较大的强度分散性，但关于硬质合金抗弯强度分散性的研究尚未见报道。笔者通过抗弯强度试验，对WC的粒度和粒度均匀性对硬质合金抗弯强度及其分散性的影响进行了研究。
2008/3/14 | 一次,加工,衬套 | PDF
用SiAlON陶瓷刀具高效铣削铸铁

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图1 硬质合金平均抗弯强度与WC颗粒平均尺寸的关系

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2008/3/14 | 硬质合金,强度,及其,分散性,研究 | PDF
复合加工机床现状及市场分析

  面对激烈的市场竞争，公司的生存之道是赋予产品更多的价值，而这意味着要生产出更精密和更复杂的产品。同时，一个公司也必须在寻求增加产品种类时降低资金的占用。这都促进了多功能复合机床的发展。

    变化中的复合加工机床概念

2008/3/14 | 复合,加工,机床,现状,市场分析 | PDF
信息时代测试技术的发展与展望

 

摘要：信息时代为测试和评估技术的发展提供了先进的技术手段和发展空间。通过对现有测试技术的分析，结合国内外测试技术的发展趋势，提出测试技术未来的发展框架和突破方向。

关键词：信息 测试 技术 方向

2008/3/14 | 信息,时代,测试,技术,发展,展望 | PDF
实现 CIMS的几项关键技术

本文对企业实施CIMS中的工业工程与管理的理论和方法进行了概述，接着结合具体企业的实践，就实现CIMS中工业工程与管理的几项关键技术进行了详细的阐述......

 前 言

20世纪80年代以来，以蒋新松和吴澄两位院士为首的科学家们提出的863/CIMS计划已经实施了近15年。15年来，经过863/CIMS主题科学家们艰苦的探索和众多企业的实践，走出了一条具有中国特色的CIMS之路，对CIMS的内涵有了更深刻的认识和创造性的发展，进一步完善了CIMS是一种基于CIM哲理的计算机化、信息化、智能化集成优化的现代制造系统这一理念。

15年的CIMS应用示范工程，在各级组织的领导和众多科技人员的参与下，灵活应用CIMS主题专家组制定的“效益驱动、总体规划、分步实施、重点突破” 的十六字方针，使我国的CIMS应用示范工程从最初的四家试点企业，发展到现在的二百余家，覆盖了机械、电子、航空、航天、石油化工、烟草、纺织、服装、冶金和港口等各个主要行业，其中已有近80家通过验收，大部分取得了较好的经济效益和社会效益。这些企业的实践证明，通过CIMS的实施，促进了我国 CIMS技术及产业的发展，为我国企业实现向社会主义市场经济机制及集约化生产的根本转变，建立合理的信息化支撑环境，支持企业的管理变革以及提高综合竞争力，提供了一条基于管理和信息技术的有效途径。

但是，我们也应看到，有一小部分企业实施CIMS效果不明显甚至说是不成功的，企业在抓管理和练内功方面做得还很不够，总体来说，企业仍然存在一些较严重的问题，如企业领导人的决策失误、企业运行机制不合理、浪费问题严重、业务过程和组织机构重组障碍重重、采购和销售漏洞百出等。

出现这些问题的根源是企业的管理问题，也可以说企业缺少某种意识，这就是工业工程与管理意识。本文结合上述问题对企业实施CIMS中的工业工程与管理的理论和方法进行了概述，接着结合具体企业的实践，就实现CIMS中工业工程与管理的几项关键技术进行了详细的阐述。最后，展望了二十一世纪我国企业的信息化之路。希望能对新世纪我国企业CIMS的大面积推广应用和信息化的进一步发展，起到一点借鉴作用。

1、CIMS中工业工程与管理的理论和方法

1.1 集成机制
集成是CIMS中的重要内涵，是CIMS的核心。按集成的种类来划分，集成是企业各种经营活动的集成，是企业各种生产技术的集成，是企业各种生产数据的集成，是企业各个部门和组织间的集成，更是企业各类人员的集成。

在CIMS工程实施的早期，我们更看重各种生产技术的集成，这的确很重要。但是不久以后，企业现场工作的人们发现，完整、清晰、正确的生产数据的集成远比生产技术的集成重要。而到后来人们又体会到最重要的还是企业各类人员的集成，因为人毕竟是凌驾于生产数据与生产技术之上的。如果没有各个部门、多种专业背景人员的协同工作，是不可能做好生产技术和生产数据集成等其他集成工作的。按集成的阶段来划分，集成是信息的集成，过程的集成，而最终要达到的是企业的集成。信息集成是CIMS中最重要的，也是工作量最大的阶段。

然而企业中还包括各种生产活动和业务过程，也需要对它们进行必要的集成，企业业务过程重组和业务过程持续改善其实就是过程集成的体现。今天，很多人已经认识到，企业仅停留在信息集成和过程集成上仍然是很不够的。今后市场的变化越来越快，竞争也日趋激烈，这就在一定程度上要求一个企业在一定条件下与其他相关企业结成动态联盟，共同面对激烈的市场竞争，互惠互利，求得生存和发展。因此，作为比信息集成和过程集成更高形式的集成，企业间集成将是今后CIMS集成的一个重要的发展方向。供需链管理是企业间集成的体现之一[1]。

1.2 业务过程重组
20世纪90年代以来，经济全球化导致市场变化越来越难以把握，竞争压力要求企业自身的运作比竞争对手更加有效。因此，关于企业组织内部业务过程的研究就成为学术界和产业界共同关注的焦点。自从1990年Michael Hammer首次明确提出“业务过程重组（Business Process Reengineering，BPR ）”以来，BPR已成为各方面备受关注的术语[2]。关于BPR的定义，得到较多认可的是最早涉及此项研究的美国哈福大学教授Michael Hammer和James Champy给出的定义：“业务过程重组是指从根本上重新考虑并彻底重新设计业务流程，使得（企业）在成本、质量、服务和响应速度等主要（经营）业绩上取得突破性进展[3]。”

企业实施BPR，应该注意以下问题：（1）应该立即重组不需要信息系统支持的不合理业务流程；（2）对需要信息系统支持的业务流程，要注意信息资源的开拓和采集，考虑信息系统实现的可行性，在实施信息系统之后，再根据各种变化对业务流程进行重组，反过来，通过分析业务流程，也提出了对信息系统新的要求；（3）围绕一个明确的业务流程而不是按任务或行政职能来进行业务过程重组；（4）高度重视IT在实施BPR中的作用，IT在BPR的各个环节都能够起到重要作用，不仅在设计阶段和实施阶段，而且在新的企业管理过程的运行阶段也有着广泛的用途[4][5]。

1.3 全面质量管理

2008/3/14 | 实现,几项,关键,技术 | PDF
可一次加工出孔和衬套的无屑热熔钻削技

在薄壁工件上钻孔算不上是一种很大的挑战，但此类加工可能需要采取某种工件支承措施，以抵消钻头开始钻入工件材料时所产生的压力。根据加工要求，被加工孔可能还需要进行去毛刺或倒角加工。
在许多情况下，加工出的这些孔在零部件装配时需要装入轴承或紧固件。对于常规的薄壁钻削，孔的深度就等于工件的厚度。而这些孔可能并不适合加工螺纹或为轴承座套提供足够的支承。为此，常常需要在工件上焊接或铆接一个螺母，或在孔中安装一个特制的衬套。Flowdrill公司开发的Flowdrill钻头采用了一种无屑钻削技术，可以在一次加工中同时加工出孔和支承衬套，从而避免了另外焊(铆)接螺母或安装衬套。
Flowdrill钻削概念是采用一个圆锥形钻头，它以很高的轴向(向下)压力和旋转速度与工件材料接触，钻头产生的摩擦热可使工件材料软化而具有延展性，足以使钻头钻入工件并在孔的周围形成环颈和衬套。环颈(位于工件表面以上)和衬套(位于工件表面以下)的总厚度可以达到工件厚度的3倍。增加的厚度可以为轴承提供支承，或采用类似Flowtap丝锥在其上加工螺纹。Flowdrill无屑钻削工艺适合加工壁厚0.5～12.5mm的低碳钢、不锈钢、钛、铝、铜、黄铜和其它各种具有延展性的工件材料。常见的加工对象包括汽车的排气、操纵和框架零部件、压力箱和水箱、各种导管和管道系统、HVAC歧管和金属家具等。
Flowdrill硬质合金钻头的直径范围为1.5～50mm，加工重复性可达0.013mm，可用于标准钻床或CNC数控机床，加工功率水平为1.5～3.5kW，主轴转速1000～3500r/min。根据被加工孔径、工件材料和厚度的不同，选用的切削参数也有所不同。为了优化孔的加工质量和精度，在每次加工前必须采用手动方式或通过自动喷雾系统加注润滑剂。Flowdrill钻头典型的加工循环时间为2～6秒。钻头的夹持采用套筒夹头，刀柄型式为2#和3#莫氏锥柄或20mm直圆柱柄。
对于需要光滑连接表面或倒角孔的加工，可采用平面型Flowdrill钻头，以切除在工件表面形成的环颈。带槽钻尖型Flowdrill钻头推荐用于加工表面涂层的工件材料，因为这种钻尖有助于在钻削加工开始时去除涂层。带槽Flowdrill钻头还有助于防止薄壁工件在钻头向下的压力作用下可能产生的变形。通过预先钻削一个小的起始孔也能避免工件变形。
Flowtap滚压成形丝锥可用于加工各种标准螺纹、公制螺纹和NPT螺纹廓形。由于这种螺纹不是通过切削而是通过挤压形成的，因此具有较高的拉伸强度和扭矩值。

用SiAlON陶瓷刀具高效铣削铸铁
2008/1/20/10:26  
陶瓷作为一种高效刀具材料，非常适合高速加工和高效加工。由于可显著提高切削速度和进给速度，因此可以提高金属切除率，缩短加工时间，从而可提高切削加工的经济性，甚至还可减少投资成本。
2008/3/14 | 陶瓷,刀具,高效,铸铁 | PDF
基于三层前向神经网络的抛物线轮廓插补

 

神经网络是近年发展起来的一门新兴学科。由于它具有逼近任意非线性函数的能力，使得采用神经网络进行非线性轮廓插补成为可能。神经网络具有并行处理的特点，能大幅度缩短插补周期，提高插补精度。本文利用神经网络技术对抛物线轮廓进行插补，并提供实时控制所需的多种插补信息。

1 神经网络插补模型

神经网络主要研究由大量的神经元互连而成的网络系统，业已证明神经网络对任意非线性函数具有任意精度的逼近能力，而且神经网络具有自组织、自适应、自学习的优点。对于抛物线这样的非线性函数进行曲线插补，当函数形式及机床进给率给定后，每一插补周期所需提供的插补坐标和轮廓信息都可以表示成前一插补周期中插补坐标的非线性函数，因此可采用神经网络建立非线性插补模型。
本文采用3层前向神经网络，包括输入层、隐层和输出层(图1)，其中输入层为2个节点xk-1、yk-1，为前一插补周期所提供的插补坐标值；输出层为5个节点xk、yk、sinqk、cosqk、Rk,其中xk、yk为当前插补坐标植，(sinqk，cosqk)为曲线的切向矢量，Rk为曲率半径;隐层节点数可根据神经网络学习过程中的收敛速度情况加以选择，这里选择16个。隐层节点的激励函数为双曲正切函数tanh(x)=[1-exp(-2x)]/[1+exp(-2x)]，输出节点的激励函数为线性函数。

图1 神经网络结构
网络的结构确定以后，必须获得一组数据样本，以训练多层前向网络权值和闭值。对于给定的抛物线曲线，在进给率为约束条件情况下，利用前一插补周期中的插补坐标xk-1、yk-1，可求出当前插补周期的插补坐标和曲线几何信息。将这些数据记录下来作为样本数据来训练神经网络。对应于不同的进给速率可以进行多次训练，得到多组权值和阂值以便在不同的进给速率下应用。

2 神经网络的学习算法

本文采用预报误差法训练前向网络权值。这是一种通过极小化预报误差来获取参数估计的方法。设q=[q1, q2,…, qn]T为神经网络中所有待求的权及阈值，n为待求参数的数量，目标函数J定义为
J(q)= 1 N∑t=1NeT(t, q)e(t, q)
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 (1)
式中，e(t)为预报误差矢量，为实际过程输出与神经网络输出之差；N为数据长度。该算法的基本原理是沿着Gauss-Newton搜索方向修正未知参数矢量，从而使了趋于最小。据此，其递推预报误差算法为
P(t)= 1 |P(t-1)- P(t-1)j(t) ×jTP(t-1)|
l(t) l(t)+jT(t-1)P(t-1)j(t-1)
 (2)
e(t)=y(t)-y^(t)p (3)
q^(t)=q^(t-1)+P(t)j(t)e(t) (4)
l(t)=l0l(t-1)+(1-l0) (5)
其中j(t)[dy^(t, q/dq]T是网络的一步预报值对q的一阶微分。l(t)为遗忘因子，一般可取l0=0.99，l(0)=0.95。
该算法总是倾向于使误差目标函数J减小的权值变化。大量的仿真结果表明，该算法具有收敛速度快，预报精度高的优点。用该算法训练多层前向网络，算法实现简单，效果良好。

3 加工实验及讨论

2008/3/14 | 基于,三层,神经,网络,抛物线,轮廓,插补 | PDF
快速开发工程

［摘要］提出了一个在产品开发全周期内支持产品快速开发的工程体系 —— 快速开发工程，论述了产品快速开发工程的技术平台和关键技术，提出了快速开发工程的网络化协同模式。针对汽车车身开发这一具体的工程领域，介绍了车身快速开发的主要研究内容和基于 RP/RT 技术的板料成形模具快速制造系统。

关键词： 产品开发 快速 网络 协同 车身 模具

2008/3/14 | 快速,开发,工程 | PDF
2轴与5轴激光切割编程系统

  最近几年激光技术得到了快速发展，已经变成一个主流的切割技术。因为具有较好的切割质量与精度，以及无与伦比的加工速度，板材行业普遍认为激光切割将来极有可能取代冲压成为主流的钣金加工技术。
   
    除了二维切割，近年来3-5轴激光切割机床的销售也非常火爆，这主要是多轴加工在性能方面具有独特的优势，对于汽车、航空航天与石油行业来说，多轴激光切割机床的应用已经非常普遍。跟二轴激光切割不同的是，多轴加工对于加工编程的软件要求更高一些。

2008/3/14 | 激光,切割,编程,系统 | PDF
Windows环境下转塔数控冲床监控与编程系统的设计

　摘要　本文详细介绍了Windows环境下转塔式数控冲床监控与编程系统的总体结构设计。系统测试和运行结果表明，该系统达到了预期的设计目标。
　　关键词：转塔式数控冲床　监控　编程　Windows

Disign for Monitoring and Programming System of Turret
Type CNC Punch Press under Windows Environment

Lin Heng Han Zhihong Xie Yunlong Zhong Yuexian

　　Abstract　In this paper,the overall structure of the monitoring and programming system of CNC turret punch press is designed under Windows.The test and running of the system prove that it has reached its design requirement.

2008/3/14 | 环境,数控,冲床,监控,编程,系统,设计 | PDF
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