在這里了解千眼狼最新動(dòng)態(tài)
研究背景
小模數(shù)齒輪作為精密制造領(lǐng)域的核心組件，以“結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、精度高”等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于航空航天、工業(yè)機(jī)器人、精密儀器、醫(yī)療設(shè)備、新能源和微電機(jī)等領(lǐng)域。傳統(tǒng)拋光技術(shù)效率低、成本高、表面質(zhì)量不足，電解等離子體拋光技術(shù)（EPP）雖高效環(huán)保，但面臨表面氣層分布不均勻難題，影響拋光后工件精度。
湖南科技大學(xué)和北京工業(yè)大學(xué)聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)新性引入超聲振動(dòng)技術(shù)，開(kāi)展了基于高速攝影技術(shù)的“小模數(shù)齒輪超聲輔助電解等離子體拋光的實(shí)驗(yàn)研究”，借助千眼狼高速攝像機(jī)實(shí)時(shí)捕捉拋光過(guò)程中氣層動(dòng)態(tài)變化，攻克精密制造難題。
研究成果發(fā)表于論文《Feasibility analysis and parameter optimization of ultrasonic assisted electrolytic plasma polishing of small modulus gears》
實(shí)驗(yàn)設(shè)備
核心設(shè)備包括齒輪超聲輔助電解等離子體拋光系統(tǒng)，并搭載千眼狼Revealer Mini系列高速攝像機(jī)，憑借小尺寸、大內(nèi)存、微秒級(jí)捕捉能力，記錄拋光過(guò)程中工件表面氣泡生成、擴(kuò)散瞬態(tài)細(xì)節(jié)，為精密制造提供可視化數(shù)據(jù)支撐。
配套設(shè)備還有白光干涉儀、電解槽、機(jī)械臂夾具、直流電源等。
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)分為對(duì)比驗(yàn)證與參數(shù)優(yōu)化兩個(gè)階段。
1.對(duì)比驗(yàn)證：利用千眼狼高速攝像機(jī)對(duì)比超聲振動(dòng)輔助與傳統(tǒng)拋光效果，4分鐘內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣層波動(dòng)，驗(yàn)證超聲技術(shù)可提升齒輪表面粗糙度與齒面硬度。
2. 參數(shù)優(yōu)化：基于高速攝像機(jī)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)電壓、拋光時(shí)間、浸入深度、超聲頻率、傾斜角度5個(gè)參數(shù)的正交實(shí)驗(yàn)，綜合分析不同工藝條件下超聲輔助電解等離子體拋光對(duì)小模數(shù)齒輪的影響，確定最優(yōu)工藝參數(shù)組合。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
千眼狼高速攝像機(jī)以每秒數(shù)千幀的拍攝幀率，實(shí)時(shí)記錄了電解等離子體拋光過(guò)程中工件表面氣體層的動(dòng)態(tài)演變：
1. 不同電壓工況下氣層分布特征：
250V低電壓，高速攝像機(jī)觀測(cè)到工件附近僅有少量氣泡，氣層處于較為平穩(wěn)的狀態(tài)；300V~350V，工件附近的氣層厚度增加，氣泡變大，氣泡群形成；400V高電壓，強(qiáng)烈的電化學(xué)反應(yīng)下，產(chǎn)生大量氣體，因無(wú)法逸出，大量氣泡擴(kuò)散到加工區(qū)域，對(duì)拋光過(guò)程的精度產(chǎn)生不利影響。
2. 超聲振動(dòng)輔助對(duì)氣層分布的影響
未引入超聲振動(dòng)時(shí)，拋光過(guò)程中，高速攝像機(jī)捕捉到工件周?chē)臍鈱哟嬖谝欢ú▌?dòng)，且氣層周?chē)猩y氣泡產(chǎn)生，影響加工過(guò)程中的電場(chǎng)分布，導(dǎo)致拋光后齒輪精度降低。引入超聲振動(dòng)后，高速攝像機(jī)捕捉到工件周?chē)鷽](méi)有散亂氣泡從氣層逸出，通過(guò)Matlab提取的齒輪氣層邊界顯示，超聲輔助后的氣層分布更加均勻，氣層厚度較單純的電解等離子體拋光有所減小。
高速攝像機(jī)微秒級(jí)動(dòng)態(tài)捕捉不同工況下對(duì)氣層分布的影響，為理解拋光技術(shù)的作用機(jī)制提供了圖像依據(jù)，同時(shí)結(jié)合圖像處理技術(shù)，將氣體層波動(dòng)轉(zhuǎn)化為厚度標(biāo)準(zhǔn)差、邊界清晰度等量化指標(biāo)。隨著大容量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)、人工智能檢測(cè)技術(shù)的突破，高速攝像機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)拋光過(guò)程的實(shí)時(shí)智能監(jiān)控，閉環(huán)驗(yàn)證精密制造工藝。
附 千眼狼明星產(chǎn)品—Mini系列高速攝像機(jī)
千眼狼Mini系列高速攝像機(jī)具備1080P高清畫(huà)幅下3000幀/秒采集幀率，緊湊式機(jī)身設(shè)計(jì)，適用于狹小空間的高精度動(dòng)態(tài)捕捉、工業(yè)檢測(cè)與工藝優(yōu)化。
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