超声磁粒复合研磨加工工艺参数控制系统设计

在研究超声磁粒复合研磨工作原理基础上,结合传统磁粒研磨材料去除数学模型,探讨了超声振动对提高磁粒研磨效率的积极作用,揭示出主轴转速、供磁电流、加工间隙、超声功率等是影响超声磁粒复合研磨质量和效率的关键因素。运用现有数控铣床和工件表面精加工数控代码,结合软件技术设计了一套超声磁粒复合研磨加工工艺参数控制系统。实验证明,该控制系统可以实现自由表面超声磁粒复合研磨工艺参数的自动控制。     

精密模具超声电解复合抛光试验研究

论述了超声电解复合抛光工作原理及工艺规律 ,并通过对几种模具钢材料进行抛光试验 ,分析了各加工工艺参数对表面粗糙度的影响关系。试验表明 ,超声电解复合抛光是一种有效的镜面加工方法。工艺的关键是如何使超声作用与电解作用相匹配 ,以得到最佳去膜效果。     

异形旋转体磁性复合流体抛光试验研究

针对异形曲面抛光效率和抛光精度要求的不断提高,提出采用自主研发的卧式磁性复合流体(Magnetic compound fluid,MCF)抛光轮对异形旋转体工件进行抛光试验。以H26 黄铜材料为样件,展开抛光试验,并对抛光前后样件的表面形貌、表面粗糙度及表面材料去除率进行研究。实验结果表明,该抛光工艺能够高效率地实现样件表面材料的去除,并可获得较好的表面质量。     

硬韧材料旋转超声复合电解加工设计与试验

【目的】各类陶瓷、硬质合金等高硬、高韧材料机械加工效率低且精度差（甚至难以加工）,为解决硬、韧等难加工材料精密、高效加工问题,提出旋转超声复合电解加工新技术。【方法】设计、构建旋转超声复合电解加工系统,分析、探讨此加工方式的材料去除机理;对旋转超声振动装置中的旋转超声主轴、压电换能器、变幅杆进行设计;运用ANSYS工具对压电陶瓷堆进行模态分析和谐响应分析。【结果】对超声振动系统进行优化设计,实测系统超声振幅最大可达23μm,满足试验要求;对陶瓷（PZT）和硬质合金（YT15）进行加工对比试验,试验表明,旋转超声复合电解可加工出精细表面结构,同时加工效率可提高50%以上。【结论】所设计的加工系统能够实现硬、韧等难加工材料的高效率、高精度加工,提高加工效率和工件表面质量,具有显著的技术优势。     

Inconel 718合金的磁性复合流体抛光工艺

针对Inconel 718合金材料加工中不断提高的表面质量需求,研究了采用磁性复合流体(Magneticcompound fluid)抛光Inconel718合金材料的加工工艺.根据磁性复合流体抛光原理搭建Inconel718合金抛光实验平台,进行不同抛光方向、抛光时间、抛光转速等工艺参数下的Inconel718合金抛...     

纳米化学研磨改善轴承表面质量的试验

提出在轴承滚道内注入纳米化学研磨剂对轴承摩擦副表面进行化学研磨处理.对研磨机理、研磨剂材料的选择和作用以及加工工艺进行了论述,对研磨前、后的轴承切片表面形貌进行多参数试验测试.结果表明,纳米化学研磨法能快速改善轴承滚道和滚动体的表面形貌,使轴承摩擦副表面获得优良摩擦学性能,降低噪声、减小振动值.     

断续旋转超声钻削先进陶瓷实验研究

通过改进旋转超声钻削的传统金刚石工具,提出一种新型的钻削工艺——断续旋转超声钻削;并对断续旋转超声钻削的钻削效果进行了实验验证。实验研究表明,与传统旋转超声钻削相比,断续旋转超声钻削能提高冷却液的流速,改善冷却液的冲洗效果,进而提高加工精度。     

超声波振动辅助磁力研磨加工研究

根据研磨加工的材料去除模型,分析得到增加研磨压力是提高磁力研磨加工效率的可行手段。通过在单纯磁力研磨工艺中引入超声波振动,增加了研磨粒子的瞬时研磨压力。经实验证明,在超声振动辅助磁力研磨加工中,研磨粒子在水平切削和垂直冲击挤压运动的综合作用下,对工件材料的去除率高且表面质量均匀;加工效率较单纯磁力研磨工艺提高了约50%;工件表面粗糙度Ra可降至0.06 μm左右;电子显微镜观察发现其加工后工件表面形貌较单纯磁力研磨细密均匀;采用X射线干涉仪检测得知,经超声振动辅助磁力研磨加工后的工件材料（SUS304）表层的应力状态已由原始的残余拉应力+320 MPa变为压应力-40 MPa,有效提高了工件的疲劳强度。     

基于有限元的二维超声椭圆振动台优化与分析

针对二维超声椭圆振动台振动轨迹误差较大的问题,结合数学理论,分析产生误差的主要原因。通过在SolidWorks中建立了振动台的几何模型,并利用有限元软件仿真了振动台的模态。以振动台的伸缩模态频率和弯曲模态频率为基础,采用区间消去法优化了二维振动台的尺寸参数,使得两种振动模态频率相近。并对所优化的模型进行谐响应分析,拟合了振动台表面的运动轨迹。最终通过优化得到振动台的设计尺寸,将振动台的两种模态频率差值控制在0.5Hz,由此减少了振动椭圆轨迹的误差。     

硅晶柱的磨削研究

硅片是现代电子工业的主要原材料,对于直径小于200mm的硅片,传统的加工工艺流程为:单晶生产→切断→外径滚磨→平边或V型槽处理→切片→倒角→研磨→腐蚀→抛光→清洗→包装.而因为硅这类脆硬材料的物理性能,使其在磨削时由于它的磨削阻抗力大很难磨削,文章对硅晶柱的磨削方法加以研究.     

弹性约束自由磨料研抛加工的材料去除机理

弹性约束自由磨料研抛加工是悬浮液中的磨粒在工具的弹性约束下实现对工件表面的加工方法.建立了反映加工过程影响因素的球形工具加工区域模型,以及类球形和棱锥体磨粒的力学模型,讨论了材料去除机理,分析了加工自由曲面的可行性.利用Al2O3和SiC两种磨料对光学玻璃进行了加工试验,结果表明弹性约束自由磨料加工方法应用于超精密加工是有效的.并验证了对磨粒尺度影响规律的分析.     

有机硅集水措施对作物生长影响试验研究

采用有机硅喷涂、拍光压实及自然坡面3种集流措施收集雨水,研究在不同集流措施下种植带内水分动态变化,以及对作物生长发育的影响。结果表明,有机硅喷涂措施在作物生长季节能大大提高种植带内的土壤含水量和集水量。     

基于组件技术的开放式数控系统体系结构

为实现开放式数控系统的可移植性、可扩展性及可互换性等特性,引进软件工程学思想,提出了基于组件技术的开放式数控系统体系结构。阐述了组件技术的原理及实现技术。软件设计采用双层面设计方式,利用CORBA组件模型并使用星式通讯机制,建立各组件之间的组成及通讯方式。以自主研发的混联式虚拟轴研抛机床为平台,进行了三维曲线加工轨迹仿真实验,表明基于该体系结构的数控系统具有良好的开放性及动态性能。     

大型模具曲面微小研抛机器人动力学仿真

提出了一种可以在大型模具曲面上进行研抛的微小机器人结构,机器人采用轮式移动方式,可以在行走中作业。针对其同时具有非完整约束和完整约束的特点,建立机器人运动坐标系,附加约束方程作为系统输入,利用Lagrange方法建立了微小研抛机器人多体系统动力学模型。通过动力学仿真分析,得到了比较稳定的机器人动力学特性曲线。     

基于ABAQUS的复合材料垂直轴潮流能叶片有限元建模与分析

为了探究复合材料铺层结构对潮流能叶片力学结构特性的影响,选择纤维增强复合材料进行潮流能叶片的设计研究,旨在设计出结构性能更加优越的潮流能复合材料叶片.为潮流能叶片设计了2种不同形式的复合材料铺层结构方案,一种方案叶片前缘铺层纤维不连续,另一种方案保证叶片前缘的铺层纤维连续;并利用ABAQUS软件建立其有限元模型,分别对潮流能叶片在额定流速工况和极限流速工况下2种铺层结构方案叶片的力学结构特性进行数值模拟仿真分析,探究2种铺层方案对叶片结构性能的影响.结果表明,叶片前缘铺层纤维的连续性可以提高叶片前缘的抗冲击性,从而有效地避免工作中叶片前缘铺层失效的情况,而且可以显著提高复合材料叶片的强度和刚度.研究成果可为以后潮流能叶片及同类型复合材料叶片的研制提供技术参考.     

板栗真空破壳力学特性有限元分析

以半球形板栗为研究对象,运用有限元方法和传递过程原理建立了板栗真空破壳的有限元模型,并采用间接顺序耦合法对模型进行了求解.模拟与试验结果表明:运用该模型模拟分析板栗真空破壳力学特性可行;真空破壳过程中应力和应变主要沿栗壳边缘分别向弧顶和壳底中心递减分布;湿应力是真空破壳的主导因素;绝对压力对破壳的影响很大,绝对压力的降低不仅使压差应力增大,同时也使湿应力增大.     

芋头压缩和切削力学特性研究

为了解芋头压缩和切削力学特性,以山东小芋头为试验样本,利用TMS-PRO食品物性分析仪对芋头样本进行压缩试验,计算得出芋头失效应变和弹性模量等参数。利用定制刀具,对芋头在不同切削厚度、不同刀具刃角、不同刀具滑切角情况下进行切削试验,测得切削过程中最大切削力,运用SPSS软件分析变化规律。试验得出:所选芋头样本失效应变为0.314,抗压强度为1.490 MPa,弹性模量为4.751 MPa;随着切削厚度增加最大切削力增大,且切削厚度＞3 mm后增长缓慢;随着刀具刃角的增加最大切削力增加;随着刀具滑切角的增加最大切削力显著减小。对交互试验结果的方差分析,得出切削厚度、刀具刃角和滑切角均对芋头的最大切削力有极显著影响,切削厚度和刀具刃角的交互作用具有显著影响,切削厚度和刀具滑切角的交互作用具有极显著影响。试验分析结果可为芋头收获和加工等机械的设计、制造提供理论依据。      

五坐标虚拟轴弹性研抛机床的环形轨迹规划

以自行研制的五坐标虚拟轴弹性研抛机床为背景，按机床特性和残留高度要求提出两种实用的仿人弹性研磨抛光轨迹规划算法。其中平行环算法简单、运算速度快；而相关环算法可相对提高加工表面的粗糙度。这些方法均可用于自由曲面的直接插补，易于构成基于NURBS标准的面插补器。用Matlab软件对两种算法的正确性作了验证和仿真。这些算法通用性强，可用于自由曲面研抛的轨迹规划。