针对发动机连杆大小头孔现有工艺存在的效率及合格率低等问题,在分析传统加工工艺及装备优劣的基础上,采用工序集中原则,提出了一次装夹、双工位、六工件粗、精复合加工的全新工艺方案。根据工艺要求确定了工件大头孔在上、小头孔在下的加工姿态,按机床中间设置夹具、前端上下料、左端粗镗、右端精镗的功能分配方式,确定了机床的整体布局方案。最后,详细阐述了专用夹具、专用主轴箱等专用机床的关键零部件的工作原理及结构设计。实验表明：单台设备年生产纲领为50万件左右,合格率由80%提升至99. 9%,尺寸及形位精度均达到或超过设计要求。

发动机缸体的机械加工及装配精度将直接影响发动机动力及经济性能参数。为有效提高发动机缸体加工效率、精度及合格率,通过对缸体结构、加工尺寸及形位精度要求、加工难点分析,对比了现有加工工艺方案及设备的优劣,确定了采用专用机床进行加工的方案。文章在确定工件加工姿态的基础上,提出了一次装夹,采用三面镗、铣、攻丝复合加工工艺完成所有工序内容的工艺方案。实际生产表明,工件尺寸及形位精度均超过图样要求,单台设备年生产纲领由5万件左右提升至30万件左右,合格率由80%左右提高至99.9%及以上,达到设计预期指标。

为了减少电主轴在长时间运行过程中因热变形所产生的误差、提升数控成形磨齿机的加工精度,提出了基于多元二次回归理论的电主轴热误差建模方法。以某成形磨齿机的电主轴为研究对象,通过进行基于工况条件的热误差实验,检测电主轴径向、轴向热误差与温度变化之间的关系;然后运用多元二次回归建模方法并结合最小二乘法理论,建立了其轴向、径向热误差模型。实验结果表明该误差模型的预测精确度高、适用性好,对促进成形磨齿机加工精度的提升具有较好的参考意义和实用价值。

发动机缸体连接螺栓孔的精度直接影响发动机的装配精度及密封性,从而影响发动机的燃烧与排放。针对某发动机缸体连接螺栓孔加工精度要求,在分析各种加工工艺及装备优劣的基础上,采用工序集中原则,提出了一次装夹、多轴同时加工的专用机床加工工艺方案;根据确定的工艺方案,充分考虑上下料方便、定位夹紧方式及加工方便等因素,确定了缸体连接螺栓孔朝上的加工姿态,进而确定了采用立式结构的整体布局形式;并对机床的专用夹具、专用主轴箱的结构及工作原理进行了详细设计与阐述。实际生产表明,设备各项精度、加工生产效率及合格率均达到设计预期。

针对重庆某发动机生产制造企业对发动机曲轴箱孔系加工精度及生产节拍要求,开发设计了一台工艺、结构、布局及性能等都针对曲轴箱加工的专用机床。对工件加工技术要求及难点进行分析后得出加工难点：工件材料软,待加工孔不同面且加工精度较高,从而导致工件加工合格率及生产效率低。为解决此问题,拟定了全新的工艺方案,并确定了各项工艺参数,同时,对专用夹具工作原理进行了介绍。通过实际上线生产,工艺及装备均满足企业对加工精度及生产节拍的需求。

以某摩托车发动机缸体三面八孔的加工为研究对象,分析了各孔的加工精度要求及技术难点,在分析传统加工工艺不足的基础上,利用工序集中原则,提出了镗、锪、攻丝复合加工的工艺方案,进而设计了三面加工专用机床整体布局方案;通过分析缸体结构及工艺特点,确定了工件的加工姿态;最后根据球室、台阶孔、螺纹孔的工艺要求及结构特点等确定了三面精镗、锪削、攻丝同时加工的工艺方案。实际生产应用表明缸体生产节拍为0.5min/件,合格率达到99.9%以上,缸体加工后各项精度指标均达到或超过图纸要求。

针对3TIR空间并联机构,提出了一种可以普遍推广的离散式蒙特卡洛法,通过对转动自由度的离散化处理达到降维度的效果,利用子空间的并集和交集思想分别实现了整个空间并联机构的可达工作空间以及灵活工作空间的可视化效果,并以一种型为4-PRPaRR的3T1R空间并联机构为例进行实例分析,研究了具体参数对工作空间的大小以及工作性能的影响,并首次从灵活工作空间和可达工作空间的角度分析了空间并联机构的工作性能,为多自由度空间并联机构的应用和研究提供了重要的理论基础。