具有功能层的非标螺丝的制备方法及其制备装置与流程

    专利查询2026-01-02  1


    本发明涉及非标螺丝,具体涉及具有纤维增强功能层的螺丝的制备领域,特别涉及具有功能层的非标螺丝的制备方法及其制备装置。


    背景技术:

    1、具有纤维增强功能层的螺丝,是一种由纤维增强的复合材料制成的非标螺丝。特点是采用了高性能复合材料作为螺丝表面的功能层,因此相较于普通的标准化螺丝,其具有高强度、高刚度、耐热、耐腐蚀等特性。

    2、虽然具有纤维增强功能层的螺丝的造价相对较高,但尤其适用于高端领域的特殊需求。特别是在需要耐腐蚀、耐疲劳、电气绝缘、绝热或非磁性的特殊环境中,例如智能锁等。

    3、传统技术中,中国发明专利(申请号为cn201210186721.7)公开了一种具有纤维增强功能层的螺丝的制备工艺,其采用的技术方案为:

    4、第1步):选择c/sic毛坯板相对密度为50%~80%时加工螺纹,获得螺丝毛坯件;

    5、第2步):采用螺纹改性溶液对螺丝毛坯件进行浸渍、固化和交联,利用金刚石砂轮进行螺纹加工,获得半成品螺丝;

    6、其中,螺纹改性溶液是由环氧树脂、丙酮、二乙烯三胺组成的混合溶液,三者质量比为1:1~2:0.2~0.8;

    7、第3步):对半成品螺丝进一步致密化及抗氧化处理,获得成品c/sic复合材料螺丝。

    8、其中第二步是该现有技术的核心,通过采用毛坯件表面浸渍、固化和交联的方式,形成一种改性涂层以增加强度。

    9、但是,这种现有技术通过单独选用长纤维(即“c/sic”)来作为复合材料基体,而由于复合材料基体和改性涂层(即“浸渍、固化和交联”所形成的功能层)之间热膨胀系数的差值过大,制备的改性涂层与复合材料基体的结合性较差,在急冷急热的应用环境中容易脱落。

    10、因此,又有现有技术对其进行了改进,如中国发明专利(申请号为cn201410116104.9)公开了一种具有纤维增强功能层的螺丝的制备工艺,其与先前的现有技术方案的改进点在于上述的“第2步”,简单来说:

    11、2.1步):通过在螺丝毛坯件的棒材表面覆盖细短纤维丝——该现有技术为了在螺纹部分形成一个由细短纤维丝增强的表层。这些细短纤维丝能够更好地与复合材料基体相融合,提高涂层与基体的结合性。

    12、2.2步):形成长纤维增强的螺钉芯部和细短纤维丝增强的螺纹部分——该现有技术使得细短纤维丝能够与基体材料紧密结合,形成一个整体的增强结构。同时,冷挤成型的螺纹部分与螺钉芯部一体成型,确保了螺纹部分与芯部之间的连接强度和整体性。

    13、2.3步):进而细短纤维丝在复合棒材冷挤成型过程中同步压入复合棒材的表层,冷挤成型的螺纹部分与螺钉芯部一体成型——该现有技术实质上是以一种逼近的形式使得复合材料基体和改性涂层之间热膨胀系数尽可能的接近。因为细短纤维丝能够更好地分散和传递热应力,减少因热膨胀系数不匹配而产生的内部应力,从而提高了涂层与基体的结合性和耐久性。

    14、但是,这种现有技术又存在如下技术问题亟须解决:尽管细短纤维丝的引入有助于减小热膨胀系数的不匹配,但多余介质的引入,在纤维丝与基体材料之间仍可能存在界面问题。如果界面结合不良,仍可能会导致性能下降或在使用过程中出现剥离等现象。同时多余的介质引入会导致生产成本、时间及难度进一步增高。

    15、为此,本发明提出具有功能层的非标螺丝的制备方法及其制备装置。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明希望提供具有功能层的非标螺丝的制备方法及其制备装置,以解决或缓解现有技术中存在的如下技术问题:

    2、传统技术中,引入细短纤维丝和采用一体成型工艺会增加制造的复杂性,并仍存在界面结合不良的风险。如果能在不引入细短纤维丝的前提下,通过对复合材料基体和改性涂层之间的热膨胀系数匹配化,则既可以解决传统技术中改性涂层与复合材料基体的结合性较差的技术缺陷,又可以解决在急冷急热的应用环境中容易脱落的技术缺陷,还避免了多余的介质引入导致的生产成本、时间及难度的进一步增高。

    3、第一方面,具有功能层的非标螺丝的制备方法:

    4、(一)概述:

    5、考虑到螺丝生产过程中外部压力、温度等多种因素会对混合溶液的热膨胀系数产生影响,增加了不确定性。因此本发明选择引入模糊控制算法处理不精确和模糊的信息。基于螺丝热膨胀系数作为一个已知且固定量,因环氧树脂的质量比为固定值(1),而丙酮的质量比具有调整区间(1~2)且二乙烯三胺的质量比也具有调整区间(0.2~0.8)。模糊控制算法会将丙酮和二乙烯三胺的质量比的调整量进行预测式计算,使得环氧树脂、丙酮、二乙烯三胺所组成的螺纹改性溶液的热膨胀系数与螺丝热膨胀系数保持一致。

    6、(二)技术方案:

    7、理论上,引入支持向量机算法或神经网络算法应当是本发明的最优解,但是考虑到上述算法在面对上述所要解决的技术问题时,实质上会将其视为一种非线性的回归问题。而又因为本发明面临的特殊状况,即螺丝的生产过程中,会有不同的外部压力、温度等因素的影响,导致混合溶液的热膨胀系数在接触螺丝之前和接触之后都会产生变化,这种不确定性的引入使得支持向量机算法或神经网络算法的鲁棒性不足(除非引入动力学模型,但是又会导致运算成本和生产效率的不理想);反而,善于处理这种具有不确定性问题的模糊控制算法是在实际应用中的最优解。

    8、在生产线中,采用螺纹改性溶液(环氧树脂、丙酮、二乙烯三胺组成的混合溶液,质量比为1:1~2:0.2~0.8)对c/sic螺丝毛坯件进行浸渍、固化和交联时,按照生产批次随机挑选出多个螺丝毛坯件作为样本(例如,每100个螺丝的生产批次中挑选出1个样品以反映整体批次的工艺性能,共计选择5个样品以使得每个生产批次相互对照,或是直接单批次且单样本的测算),然后执行如下的步骤s1~s7。

    9、2.1步骤s1,获取输入和输出变量:

    10、为影响螺丝热膨胀特性和螺纹改性溶液热膨胀特性的物理参数,其中:

    11、1)输入变量包括:

    12、已知且固定的螺丝的热膨胀系数sc,即c/sic材质的热膨胀系数;

    13、每个样品i上的螺纹改性溶液的热膨胀系数c;通过热膨胀仪或放热法均可快速计算得出。

    14、丙酮的当前质量比a;基于给液系统可直接获悉数值。

    15、二乙烯三胺的当前质量比d;基于给液系统可直接获悉数值。

    16、当前温度t;基于当前生产环境的温度传感器可直接获悉数值。

    17、当前湿度h;基于当前生产环境的湿度传感器可直接获悉数值。

    18、2)输出变量包括:

    19、丙酮质量比的调整量a’;

    20、二乙烯三胺质量比的调整量d’。

    21、2.2步骤s2,模糊化输入变量:

    22、将输入变量转换为模糊集合。模糊集合包括:热膨胀系数差异的模糊集合f1、温度差异的模糊集合f2、湿度差异的模糊集合f3、以及丙酮和二乙烯三胺质量比差异的模糊集合f4;

    23、2.2.1步骤s200,热膨胀系数差异的模糊集合f1:

    24、将热膨胀系数的差异分为负大(nb)、负小(ns)、零(ze)、正小(ps)和正大(pb)的模糊集合,热膨胀系数差异的模糊集合f1包括如下五个钟形函数:

    25、1)零(ze):

    26、

    27、其中,mze是隶属度函数的中心点,表示“零”差异的典型值;sze是标准差,决定了隶属度函数的宽度。

    28、按照同样的逻辑,继续构建如下四个钟形函数:

    29、2)负大(nb):

    30、

    31、其中,cnb是一个负数,代表负大的中心点,snb是标准差。

    32、3)负小(ns):

    33、

    34、其中,mns是负小的中心点,且mns<0,但比cnb更接近于0,sns是标准差。

    35、4)正小(ps):

    36、

    37、其中,mps是正小的中心点,且mps>0,sps是标准差。

    38、5)正大(pb):

    39、

    40、其中,cpb是一个正数,代表正大的中心点,spb是标准差。

    41、2.2.2步骤s201,温度差异的模糊集合f2:

    42、将温度的差异分为低温(lt)、中温(mt)和高温(ht)的模糊集合;温度差异的模糊集合f2包括如下三个钟形函数:

    43、1)中温(mt):

    44、

    45、其中,mmt是中温的中心点,smt是标准差。

    46、按照同样的逻辑,继续构建如下两个钟形函数:

    47、2)低温(lt):

    48、

    49、其中,mlt是低温的中心点,代表较低的温度值,slt是标准差。

    50、3)高温(ht):

    51、

    52、其中,mht是高温的中心点,代表较高的温度值,sht是标准差。

    53、2.2.3步骤s202,湿度差异的模糊集合f3:

    54、将湿度的差异分为低湿(lh)、中湿(mh)和高湿(hh)的模糊集合;湿度差异的模糊集合f3包括如下三个钟形函数:

    55、1)中湿(mh)为例:

    56、

    57、其中,mmh是中湿的中心点,smh是标准差。

    58、按照同样的逻辑,继续构建如下两个钟形函数:

    59、2)低湿(lh):

    60、

    61、其中,mlh是低湿的中心点,代表较低的湿度值,slh是标准差。

    62、3)高湿(hh):

    63、

    64、其中,mhh是高湿的中心点,代表较高的湿度值,shh是标准差。

    65、2.2.4步骤s203,丙酮和二乙烯三胺质量比差异的模糊集合f4:

    66、将丙酮和二乙烯三胺质量比的差异分为低、中和高;即,丙酮和二乙烯三胺质量比差异包括丙酮质量比的“中”、丙酮质量比“低”、丙酮质量比“高”、二乙烯三胺质量比的“中”、二乙烯三胺质量比“低”和二乙烯三胺质量比“高”的模糊集合;

    67、丙酮和二乙烯三胺质量比差异的模糊集合f4包括如下六个钟形函数:

    68、1)丙酮质量比的“中”:

    69、

    70、其中,ma,medium是丙酮质量比“中”的中心点,是位于1和2之间的值;sa,medium是标准差。

    71、2)丙酮质量比“低”:

    72、

    73、其中,ma,low是丙酮质量比“低”的中心点,位于1附近但小于1的值,sa,low是标准差。

    74、3)丙酮质量比“高”:

    75、

    76、其中,ma,high是丙酮质量比“高”的中心点,位于1和2之间的值但大于1,sa,high是标准差。

    77、4)二乙烯三胺质量比的“中”:

    78、

    79、其中,md,medium是二乙烯三胺质量比“中”的中心点,是0.2和0.8之间的值;sd,medium是标准差。

    80、5)二乙烯三胺质量比“低”:

    81、

    82、其中,md,low是二乙烯三胺质量比“低”的中心点,位于0.2附近但稍大于0.2的值,sd,low是标准差。

    83、6)二乙烯三胺质量比“高”:

    84、

    85、其中,md,high是二乙烯三胺质量比“高”的中心点,位于0.2和0.8之间的值但小于0.8,sd,high是标准差。

    86、2.3步骤s3,建立模糊规则:

    87、模糊规则描述了当输入变量处于某个模糊集合时,应该如何调整丙酮和二乙烯三胺的质量比:

    88、规则1)如果热膨胀系数差异为“正大”,则增加丙酮的质量比,减少二乙烯三胺的质量比。该规则下可被模糊逻辑控制器读取的表达式为:

    89、如果μpb(δc)是高的(即热膨胀系数差异为正大),则调整丙酮和二乙烯三胺的质量比:

    90、δa=k1·μpb(δc);

    91、δd=-k2·μpb(δc);

    92、其中,δa和δd分别是丙酮和二乙烯三胺质量比的调整量,k1和k2是正的比例系数。

    93、规则2)如果热膨胀系数差异为“负大”,则减少丙酮的质量比,增加二乙烯三胺的质量比。该规则下可被模糊逻辑控制器读取的表达式为:

    94、如果μnb(δc)是高的(即热膨胀系数差异为负大),则调整丙酮和二乙烯三胺的质量比:

    95、δa=-k3·μnb(δc);

    96、δd=k4·μnb(δc);

    97、其中,k3和k4是正的比例系数。

    98、规则3)如果上一生产批次的样品i-1经步骤s6的调整后,其热膨胀系数差异与规则1或规则2矛盾,则视为当前的温度或湿度突破了某种阈值,导致螺纹改性溶液的热膨胀系数c发生了规则1和2预料之外的变化,则执行如下规则:

    99、规则3.1)如果温度t为高温(ht),则需要减少丙酮的质量比a,因为高温可能会使溶液膨胀,需要通过调整配比来平衡热膨胀系数。同理,如果是低温(lt),则需要增加丙酮的质量比a。该规则下可被模糊逻辑控制器读取的表达式为:

    100、如果μht(t)是高的(即温度为高温),则调整丙酮的质量比:

    101、δa=-k5·μht(t);

    102、其中,k5是正的比例系数。

    103、如果是低温(μlt(t)是高的),则调整丙酮的质量比:

    104、δa=k6·μlt(t);

    105、其中,k6是正的比例系数。

    106、规则3.2)如果湿度h为高湿(hh),则需要增加二乙烯三胺的质量比d,因为高湿度可能会影响溶液的固化过程。同理,如果是低湿(lh),则需要减少二乙烯三胺的质量比d。该规则下可被模糊逻辑控制器读取的表达式为:

    107、如果μhh(h)是高的(即湿度为高湿),则调整二乙烯三胺的质量比:

    108、δd=k7·μhh(h);

    109、其中,k7是正的比例系数。

    110、如果是低湿(μlh(h)是高的),则调整二乙烯三胺的质量比:

    111、δd=-k8·μlh(h);

    112、其中,k8是正的比例系数。

    113、规则4)如果上一生产批次的样品i-1经步骤s6的调整且应用了规则3,如果其热膨胀系数差异仍与规则1或规则2矛盾,例如越增加丙酮的质量比,热膨胀系数差异为越“正大”,则执行如下规则:

    114、规则4.1)如果热膨胀系数差异为“正大”,则减少丙酮的质量比,增加二乙烯三胺的质量比;

    115、规则4.2)如果热膨胀系数差异为“负大”,则增加丙酮的质量比,减少二乙烯三胺的质量比。

    116、上述规则4.1~4.2中可被模糊逻辑控制器读取的表达式与规则1和规则2类似,区别在于调整方向完全相反。

    117、规则5)如果上一生产批次的样品i经步骤s6的调整后,其热膨胀系数差异与规则1和规则2不矛盾,则继续保持规则1或规则2。

    118、2.4步骤s4,模糊推理与决策:

    119、根据建立的模糊规则和输入变量的模糊化值,使用“最小-最大”合成法(min-maxcomposition)应用模糊规则,然后使用mamdani模糊推理方法来进行模糊推理,得出输出变量y,对应丙酮质量比调整量的模糊集合fs1和二乙烯三胺质量比调整量的模糊集合fs2。步骤s4具体地包括如下两个子步骤s400~s401。

    120、2.4.1步骤s400,通过“最小-最大”合成法应用模糊规则:

    121、对于每一条模糊规则的应用,使用“最小-最大”合成法来计算规则的激活程度(即规则的强度,即一种权重);即,对于给定的输入和模糊规则,通过取模糊集合隶属度的最小值,计算规则的前提部分与输入之间的匹配度。

    122、设有n个输入变量x:x1,x2,...,xn;每个输入变量x对应一个模糊集合的隶属度函数μai(xi),其中ai是第i个输入变量对应的模糊集合,i=1,2,...,n。

    123、同时,设有m条模糊规则,每条规则的形式是“如果x1是a1且x2是a2且...且xn是an,则输出y是b”,其中b是输出变量的模糊集合。那么对于第j条规则(j=1,2,...,m),其激活程度dk的表达式是:

    124、dk=min(μa1(x1),μa2(x2),...,μan(xn));

    125、其中,k表达了具体的程度级别;

    126、2.4.2步骤s401,使用mamdani模糊推理方法进行模糊推理:

    127、基于规则的激活程度dk,使用mamdani模糊推理方法计算输出模糊集合的隶属度。

    128、即,首先对于每一条规则,根据规则的结论部分和激活程度d,对激活程度和结论部分的模糊集合进行“最大”操作,计算输出模糊集合的隶属度:

    129、

    130、其中,μoutput(y)是输出模糊集合的隶属度,m是规则的总数,每条规则都有一个结论部分的模糊集合cj,其对应的隶属度函数为μcj(y),其中y是对应的输出变量。

    131、这个公式表示,输出变量y属于最终输出模糊集合的程度是所有规则下的y属于各自结论部分模糊集合程度的最大值。

    132、如果输出变量y对应的是丙酮质量比的调整量a’,即y1,则计算输出模糊集合的隶属度μoutput(y1)=fs1;

    133、如果输出变量y对应的是二乙烯三胺质量比的调整量d’,即y2,则计算输出模糊集合的隶属度μoutput(y2)=fs2;

    134、2.4.3(可选)步骤s402,计算模糊集合fs1和模糊集合fs2之间的交互作用:

    135、加权平均法可以是一种考虑两个模糊集合交互作用的方式。在这种方法中,我们可以根据fs1和fs2的隶属度来加权计算z的隶属度:

    136、

    137、其中,μz(z)是在输出变量z上的隶属度函数。z可以是一个代表输出结果的变量,它不是直接对应于fs1或fs2的输出变量y1或y2,而是反映了fs1和fs2交互作用后综合影响的一个新变量。w1和w2分别是模糊集合fs1和模糊集合fs2的权重因子,可根据具体情况发挥主观能动性酌情拟定;如果没有特殊需求,则均赋值为0.5即可。

    138、2.5步骤s5,去模糊化:

    139、基于得到的输出变量y1和y2,通过中心平均去模糊化法(center of gravity,cog)转换为具体的数值,得到丙酮质量比的调整量a’和二乙烯三胺质量比的调整量d’的具体数值。

    140、1)如果步骤s4中没有考虑交互作用的话:

    141、1.1)丙酮质量比的调整量a'的具体数值可以通过以下公式计算:

    142、

    143、1.2)二乙烯三胺质量比的调整量d'的具体数值可以通过以下公式计算:

    144、

    145、在上述1.1~1.2中,μfs1(y1)是模糊集合fs1在输出变量y1(丙酮质量比的调整量)上的隶属度函数。μfs2(y2)是模糊集合fs2在输出变量y2(二乙烯三胺质量比的调整量)上的隶属度函数。两个分子部分的积分分别表示隶属度函数与输出值的加权积分,用于计算输出值的中心。两个分母部分的积分用于归一化,确保得到的中心值是合理的输出值。

    146、如果隶属度函数是离散的,那么这些积分可以通过求和来近似计算。

    147、2)如果步骤s4中考虑了交互作用的话(即使用了步骤s402):

    148、通过中心平均去模糊化法(center of gravity,cog)转换为具体的数值,得到丙酮质量比的调整量a’和二乙烯三胺质量比的调整量d’的具体数值:

    149、2.1)对于丙酮质量比的调整量a':

    150、

    151、2.2)对于二乙烯三胺质量比的调整量d':

    152、

    153、其中,和是变量z关于y1和y2的偏导数,用于将z空间中的去模糊化结果映射回原始的y1和y2空间。

    154、2.6步骤s6,实施调整:

    155、根据步骤s5中得到的丙酮质量比的调整量a’和二乙烯三胺质量比的调整量d’,对丙酮和二乙烯三胺的质量比进行调整,并制备出新的混合溶液以应用当前生产批次的螺丝。

    156、2.7步骤s7,制备成品:

    157、将制备的新的混合溶液对螺丝毛坯件进行浸渍、固化和交联,利用金刚石砂轮进行螺纹加工并获得半成品螺丝后,对半成品螺丝进一步致密化及抗氧化处理,获得具有功能层的c/sic复合材料螺丝。

    158、综上所述步骤s1~s7的技术方案,本发明采用的模糊控制算法的核心思想是利用模糊集合和模糊规则来处理不确定性和非线性问题。它通过将输入变量模糊化,通过模糊规则进行模糊推理和去模糊化过程,得出具体的控制策略。本发明提供的模糊控制算法可预测和调整丙酮和二乙烯三胺的质量比,以使混合溶液的热膨胀系数与螺丝的热膨胀系数尽可能一致。

    159、第二方面,具有功能层的非标螺丝的制备装置:

    160、包括使用螺纹改性溶液对螺丝毛坯件进行浸渍的浸渍池1,还包括,

    161、控制器6,与所述控制器6连接的存储器,所述存储器内存储有程序指令,当所述程序指令被所述控制器6执行时,计算出如上述所述的螺纹改性溶液热的配比的具体数值;

    162、三组分别用于存储环氧树脂、丙酮和二乙烯三胺的第二容器4,所述第二容器4连通有第一容器2;

    163、基于所述螺纹改性溶液热的配比的具体数值,每个所述第二容器4将环氧树脂、丙酮和二乙烯三胺按照相应的配比导入到所述第一容器2中,并制备出所述新的混合溶液;

    164、所述第一容器2能将所述新的混合溶液导入至所述浸渍池1中。

    165、其中在一种实施方式中:每个所述第二容器4通过各自的第一电磁阀7连通于所述第一容器2,所述第一容器2通过第二电磁阀8连通于所述第二容器4;所述控制器6控制所述第一电磁阀7和所述第二电磁阀8。

    166、其中在一种实施方式中:第一容器2上搭载有用于混合环氧树脂、丙酮和二乙烯三胺的搅拌装置3。

    167、其中在一种实施方式中:环境中,设有用于检测环境温度和环境湿度的传感器组5。

    168、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

    169、一、双热膨胀系数匹配机制:本发明通过模糊控制算法精确调整混合溶液中各组分的比例,可以使得螺纹改性溶液的热膨胀系数与螺丝基体的热膨胀系数相匹配。这种匹配能够大幅减少因温度变化引起的界面应力,从而提高功能层与基体之间的结合强度和耐久性。同时在急冷急热的应用环境中,传统功能层容易因热应力而脱落。通过热膨胀系数的匹配,本发明的技术方案有效减少了这种热应力,使得功能层在极端温度变化下仍能保持良好的附着性,大大提高了非标螺丝的耐用性。

    170、二、优化生产效率和成本:本发明通过模糊控制算法精确调整混合溶液的比例,可以减少调整的次数,从而提高生产效率,生产成本也得到了有效控制。本发明模糊控制算法在多种因素的考虑下,能够根据实际情况动态调整混合溶液的比例,使得整个生产工艺更加稳定和可控。即使在外部压力、温度等因素发生变化时,本发明的算法也能相应地作出响应,保持生产过程的稳定性。

    171、三、提高了功能层的附着力和耐久性:热膨胀系数的匹配有助于减少功能层与基体之间的热应力,从而提高功能层的附着力和耐久性。即,通过本发明的技术方案生产的非标螺丝,即使在温度变化较大的环境中,其功能层相较于传统技术生产的非标螺丝而言更不容易开裂或脱落,从而延长了使用寿命。并且由于减少了功能层脱落和开裂的风险,产品的可靠性得到显著提升。

    172、四、简化制造工艺:相比传统技术中需要引入细短纤维丝和采用一体成型工艺的复杂性,本发明的技术方案通过智能动态的混合溶液比例调整,就实现了热膨胀系数的匹配。不仅简化了制造流程,还降低了操作难度,提高了生产效率。同时传统技术中的细短纤维丝的引入可能增加界面结合不良的风险。而本发明的方案通过匹配热膨胀系数,显著减少了功能层与基体之间的应力差异,从根源上降低了界面结合不良的风险,增强了功能层与基体的结合强度。

    173、五、绿色低碳的制备工艺优化:本发明的技术方案从根源上避免了传统技术中细短纤维丝等多余介质的引入,不仅降低了原材料成本和生产成本,还减少了生产过程中的废弃物和环境污染,符合现代绿色、环保的生产理念。

    174、附图说明

    175、为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

    176、图1为本发明的方法流程示意图;

    177、图2为本发明的装置总成一视角立体示意图;

    178、图3为本发明的装置总成另一视角立体示意图;

    179、图4为本发明的装置中的第一容器和第二容器的相互配合立体示意图;

    180、图5为本发明的方法及装置的配合使用示意图;

    181、图6为本发明的实施例四的附加技术方案的方法流程示意图;

    182、图7为本发明的试验例中展示的折线图。


    技术特征:

    1.具有功能层的非标螺丝的制备方法,包括使用螺纹改性溶液对螺丝毛坯件进行浸渍并形成功能层,其特征在于:在所述浸渍之前,执行如下步骤:

    2.根据权利要求1所述的非标螺丝的制备方法,其特征在于:所述螺纹改性溶液是环氧树脂、丙酮和二乙烯三胺组成的混合溶液;

    3.根据权利要求2所述的非标螺丝的制备方法,其特征在于:在所述s2中,所述模糊集合包括:热膨胀系数差异的模糊集合f1、温度差异的模糊集合f2、湿度差异的模糊集合f3、以及丙酮和二乙烯三胺质量比差异的模糊集合f4。

    4.根据权利要求3所述的非标螺丝的制备方法,其特征在于:在所述s2中,所述热膨胀系数差异包括负大nb、负小ns、零ze、正小ps和正大pb的模糊集合,所述模糊集合f1是由对应这五种差异的钟形函数组成的;

    5.根据权利要求4所述的非标螺丝的制备方法,其特征在于:在所述s3中,所述调整所述螺纹改性溶液热的配比是通过调整丙酮和二乙烯三胺的质量比实现的;所述模糊规则包括:

    6.根据权利要求4所述的非标螺丝的制备方法,其特征在于:在所述s4中,得出的调整所述螺纹改性溶液热的配比的模糊集合包括:丙酮质量比调整量的模糊集合fs1和二乙烯三胺质量比调整量的模糊集合fs2;

    7.根据权利要求6所述的非标螺丝的制备方法,其特征在于:在所述s401中,如果所述输出变量y对应的是丙酮质量比的所述调整量a’,即y1,则计算输出模糊集合的隶属度μoutput(y1)=fs1;

    8.根据权利要求7所述的非标螺丝的制备方法,其特征在于:在所述s5中,所述具体数值是丙酮质量比的所述调整量a’和二乙烯三胺质量比的所述调整量d’的具体数值,二者的获取方式分别为:

    9.具有功能层的非标螺丝的制备装置,包括使用螺纹改性溶液对螺丝毛坯件进行浸渍的浸渍池(1),其特征在于:还包括,

    10.根据权利要求9所述的非标螺丝的制备装置,其特征在于:每个所述第二容器(4)通过各自的第一电磁阀(7)连通于所述第一容器(2),所述第一容器(2)通过第二电磁阀(8)连通于所述第二容器(4);


    技术总结
    本发明公开了具有功能层的非标螺丝的制备方法及其制备装置;本发明属于非标螺丝技术领域;为影响螺丝热膨胀特性和螺纹改性溶液热膨胀特性的物理参数,其中输入变量包括:已知且固定的螺丝的热膨胀系数SC,即C/SiC材质的热膨胀系数;每个样品i上的螺纹改性溶液的热膨胀系数C;通过热膨胀仪或放热法均可快速计算得出。本发明通过模糊控制算法精确调整混合溶液中各组分的比例,可以使得螺纹改性溶液的热膨胀系数与螺丝基体的热膨胀系数相匹配,从而提高功能层与基体之间的结合强度和耐久性。通过模糊控制算法精确调整混合溶液的比例,可以减少调整的次数,从而提高生产效率,生产成本也得到了有效控制。

    技术研发人员:陈慧灵,乔亚伟,赵富珍
    受保护的技术使用者:苏州耐斯德自动化设备有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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