熔模铸造工艺中蜡模制作周期长、开模费用高,而且不适合单铸件或中小规模生产,将基于快速成型的热辅助直写技术(DIW)应用于蜡模制造可以实现对零件研发的快速响应。熔丝质量是保证蜡模成型质量的前提,因此,探究挤出压力、挤出速度、打印速度、喷嘴内径、喷嘴与热床间隙等工艺参数对熔丝成型的影响。对铸造蜡直写挤出沉积过程进行流体动力学建模,利用数值分析法详细研究上述5个工艺参数对熔丝成型的影响,采用纵横比、紧凑度两个指标对熔丝进行评价,得出在不同速度比v/u下可选择的最优间隙比h/d。通过实验验证了计算模型的正确性。结果表明相较于理想截面模型,所提出的计算模型可以更准确地预测熔丝的截面几何特性,为铸造蜡直写成型过程最优工艺参数的选择提供参考。

为避免因卷烟包装工艺参数误差较大而出现卷烟落丝量高、整丝率低的现象,利用物联网大数据分析技术,对卷烟包装工艺参数进行优化。首先利用物联网技术设计大数据分析模型;然后结合固定分类规则提取蒸梗含水率、浸梗水槽温度等卷烟包装工艺参数,通过数据关联挖掘参数间的内在关联,寻求工艺参数的最优组合,实现对卷烟工艺参数的优化设计。实验结果表明该方法对包装数据处理的性能较好,参数提取效率和准确率较高,且对卷烟蒸梗含水率的预估误差较小。应用该方法后,端部落丝量约为优化前的1/2,烟卷整丝率明显提高,使得烟丝物理性能和卷烟感官质量明显提升。

为提升电火花加工304不锈钢的表面加工质量及加工效率,提出了基于克里金模型和序列采样的电火花工艺参数优化方法。该方法以放电时间、占空比和峰值电流为优化变量,构建以材料去除率为优化目标,以表面粗糙度为约束的电火花工艺参数优化模型。引入克里金模型近似替代工艺优化变量与电火花加工性能响应间的隐式关系,并采用拉丁超立方和序列采样选取样本点,以保证近似替代模型的准确性。对优化结果的实验验证表明,该方法可有效提升电火花加工的材料去除率,满足304钢板加工表面的粗糙度要求。

针对微细电火花加工的多个质量指标,提出了AHP和GRA相结合优化工艺参数组合。以专家法对扩孔量、盲孔深度、表面粗糙度等质量指标进行重要程度对比分析,建立判断矩阵,应用层次分析法计算出各指标权重。通过正交试验,获得了质量指标的预测值,运用灰色关联法计算出试验序列各质量指标的灰色关联系数,以及各试验序列的灰色关联度,通过均值分析,确定了对多目标质量指标影响最大的因素,以灰色关联度的指标水平响应确定最佳工艺参数组合,并进行了验证试验证明其科学性和可信性。

为实现冲击液压成形下LY12铝合金薄壁深腔构件的一道次成形,采用响应面法结合冲击液压成形实验进行成形中的工艺参数优化研究。以减薄率和贴模率为响应量,压边力和冲击压力为优化变量,建立响应量与优化变量间的响应模型。选择中心复合设计法进行实验设计,通过Design Expert 12软件设计实验方案,分别建立关于减薄率的一阶响应模型和关于贴模率的二阶响应模型。优化结果表明当压边力为1.443MPa、冲击压力为12.594MPa时可满足减薄率和贴模率优化条件。通过验证实验得到的筒形件其减薄率和贴模率与预测值相对误差不超过5%。研究结果表明建立的响应面模型准确性和预测性良好,采用优化后的工艺参数成形的筒形件满足减薄率和贴模率要求。

为了提高钛合金干式车削加工质量,采用响应曲面法对主要车削工艺参数进行了优化,以工件表面粗糙度Ra和刀具磨损量VC作为评价指标,设计了切削速度、背吃刀量和进给量三因素的Box-Behnken实验模型。利用方差和拟合残差概率分布分析三因素的显著性及交互作用,并结合实验检验所建表面粗糙度和刀具磨损二阶响应预测模型的有效性。响应曲面法优化后的最佳工艺参数为:切削速度20 m/min、背吃刀量0.1788 mm、进给量0.1 mm/r,此时得到的表面粗糙度和刀具磨损量为1.031μm和155.6μm,与预测值的误差分别为:9.93%和1.58%。结果表明:基于响应曲面法的钛合金干式车削表面粗糙度和刀具磨损量预测模型准确有效。

针对航天用SiC反射镜在加工过程中的低加工效率、表面质量差等难题，在半精磨阶段采用超声振动磨削技术对其进行加工试验以研究其去除机理及存在的缺陷。为进一步解决超声振动磨削SiC反射镜存在的缺陷。在精加工阶段对其进行了抛光试验。通过采用正交试验的方法对影响SiC表面粗糙度的各工艺参数进行抛光试验设计及分析得到抛光压力、抛光盘转速、抛光液磨粒粒度及抛光时间对表面粗糙度的影响规律及其最优参数组合。研究结果表明在抛光压力40kPa，抛光盘转速400r／min。抛光液磨粒粒度0．5μm，抛光时间2h的最佳工艺参数下可获得表面粗糙度为21nm的加工表面。

针对ELID磨削轴承钢内圆存在的金属结合剂超硬磨料砂轮整形难题，采用电火花整形技术对金刚石微粉砂轮进行工艺试验研究。在单脉冲放电能量理论指导下。进行正交试验探究脉冲电流、放电电压及占空比对砂轮表面三维粗糙度的影响及其最优参数组合。研究结果表明在脉冲电流10A，放电电压70V，占空比20％的最佳工艺参数下进行电火花精密整形得到砂轮表面三维粗糙度的评价参数SP、SQ、SSK及SSK分别为13．05pm、4．89μm、-0．35、5．307和得到精度为4．18μm的砂轮圆度。最后将电火花精密整形后的W40粒度金刚石砂轮应用在ELID磨削轴承钢内圆中得到表面粗糙度为96nm的加工表面。

湿性机械抛光技术具有环保性，能有效减少粉尘污染，是一种具有广泛应用前景的光整加工工艺。为了提高湿性机械精抛光工艺质量和效率，采用正交试验方法，选取抛光轮转速‰、工件转速ng抛光法向压力Fn与抛光滴液间隔Td作为主要影响因素，并选取表面粗糙度作为精抛光工艺试验评价标准，得到影响表面粗糙度的因素排列顺序和较优工艺参数组合。针对抛光法向压力Fn进行理论与实际生产试验分析，找到最优生产抛光法向压力Fn，从而进一步优化工艺参数，提高产品生产效率。

为探究GCr15轴承钢超精密加工的新途径,采用ELID精密镜面磨削技术对其进行试验研究。在ELID磨削原理及精密镜面磨削机理的指导下,采用二次通用旋转组合方法对影响GCr15轴承钢表面粗糙度的各工艺参数进行ELID磨削试验设计。首先利用DPS数据处理系统对试验结果分析得到表面粗糙度二次回归数学模型及各工艺参数对表面粗糙度的单因素影响规律,然后利用lingo软件优化得到GCr15轴承钢ELID磨削最佳工艺参数为砂轮线速度26.41 m/s,电解电压90 V,电解间隙0.2 mm,占空比53.59%,并在此最佳工艺参数的基础上磨削GCr15轴承钢,获得表面粗糙度为14 nm的已加工表面。