振动钻削台设计及试验

为了在普通立式钻床上实现振动钻削工艺,设计、制造了弹簧式、曲柄连杆式振动钻削工作台.测量其振动频率控制性能及振动幅值特性,评价其激振性能,并进行加工试验,证明使用该振动钻削工作台,基本上可以体现振动钻削的几个工艺优点.     

变频率振动钻削微孔提高孔径质量的研究

提出了变频率振动钻削的新方法,对这种方法可提高微孔孔径质量的机理进行了理论分析,并用直径为０．２８ｍｍ的高速钢麻花钻对柴油发动机喷油嘴常用材料１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ低碳合金钢进行了变频率振动钻削实验,结果显著提高了孔径质量。     

永磁振动钻削排屑分析

通过普通钻削与振动钻削情况下切屑单元受力情况的分析，建立了在两种切削状况下单位时间内切屑的位移公式，解释了振动钻削情况下排屑顺利的原因。介绍了一种新型的振动钻削装置——永磁振动钻削装置。在此新型的振动钻削装置上进行试验，结果证明振动钻削的排屑效果优于普通钻削。     

振动钻削中的特殊现象分析

通过对振动钻削时切削力、切削温度、刀具刚性化等振动切削现象的分析,认为这些现象都是由振动加速度引起。振动加速度变化的同时,切削速度、刀具工作角度等也随之变化,且加速度的变化会引起有关零件的内应力变化、受激响应变化等。因此,合理处理振动加速度是低频振动钻削中的一个核心问题。     

电磁式轴向深孔振动钻削装置的设计

本文对电磁式轴向振动工作原理进行了分析,并设计了一种电磁振动钻削装置。在深孔加工过程中,通过调节交流电的大小与频率来控制振动切削装置钻杆振幅与频率,与负压抽屑装置配合使用,有效地改善深孔加工过程中断屑、排屑的问题,提高了深孔加工的质量。     

轴向振动钻削参数的匹配研究

根据理论分析和实验，提出了一套可以针对不同材料加工要求快速得到较合理振动钻削参数的方法，此方法不需要进行复杂的计算，易学、易懂、实用。     

超低频振动钻削过程分析

切屑的形成与折断直接影响加工效果和质量.本文以轴向振动钻削模型为基础,对超低频振动钻削的加工过程进行了深入的分析,给出其切屑折断的基本条件.同时,指出了超低频振动钻削加工与低频振动钻削的断屑条件有显著的不同,计算了此时切屑的长度,发现切屑长度不唯一,并进行了相应的切削实验验证.     

轴向振动钻削中钻头角度变化的影响因素

从轴向振动钻削的宏观几何模型出发,系统地研究了各切削参数对钻头工作角度的影响及其变化规律,并导出了具体的数学表达式。以切削加工时刀具后角不能为负值为前提,给出了轴向振动钻削参数选择时各参数应满足的基本条件,为进一步研究振动钻削机理及参数的合理选择开辟了新的途径。     

铸铁钻削加工分析研究

现代机械制造中,铸铁材料应用广泛,机械设备中的发动机壳体、汽车的底盘、机床的底座等设备都充分利用了铸铁材料的优越性。为了满足底座与设备间的连接作用,底座的装配面进行钻削加工,钻削加工是常见的机械加工方式,为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,文章主要分析铸铁材料的钻削加工特点,刀具工艺参数和夹紧力计算,为铸铁材料的钻削加工提供科学依据。     

三台阶钻超声辅助钻削 Ti6Al4V 的加工质量研究

常用钻头在钻削钛合金时容易出现切屑缠绕钻头,为了提升钻孔质量,研究采用麻花钻与三台阶钻头进行常规钻削与超声辅助钻削。结果表明,因为良好的断屑性能和低的温度,三台阶钻头超声辅助钻削钛合金具有更好的加工性能。此外,改进后钻头可获得更完整的孔内壁,并改善了表面质量。研究发现,三台阶钻超声辅助钻削可以有效地断屑。     

基于超声振动的土壤切削挖掘装置设计与试验

针对农业装备触土部件工作阻力大、耗能高等问题,提出了利用超声波高频振动辅助土壤切削挖掘从而降低阻力的技术方案,设计了超声振动土壤切削挖掘装置。选定20kHz作为超声激振频率,基于耦合谐振效应的目标,分析、设计了夹心式换能器和圆锥形变幅杆等关键部件的结构参数。建立了变幅杆有限元模型,利用仿真方法对其进行模态分析和谐响应分析,仿真结果显示,变幅杆轴线伸缩固有频率接近20kHz,与设计值吻合。搭建了超声振动土壤切削挖掘阻力试验测试平台,进行了有、无超声波振动土壤切削挖掘阻力土槽对比试验,结果表明：相比无振动刚性挖掘铲,超声波振动挖掘铲能够有效降低土壤切削挖掘阻力,在1.5、2.5、3.5MPa 3种土壤硬度条件下,超声波振动挖掘铲所对应的降阻率分别为35.1%、40.7%和44.3%,土壤硬度越大,超声波振动挖掘铲的降阻效果越明显。当土壤含水率为20%~48%时,不论有无振动,土壤切削挖掘阻力均随着土壤含水率的增加先迅速降低后又缓慢回升。由于超声振动激励需要额外消耗能量,故振动挖掘总耗能并未降低。试验验证了超声振动土壤切削挖掘降阻方案的可行性以及参数设计的合理性。     

水稻直播机组合型孔排种器设计与试验

为同时满足常规稻与杂交稻的播种要求以及实现对播量的快速调节,以型孔轮式排种器为基础,设计了一种由型孔轮壳、型孔轮和调节机构组成的组合型孔排种器。以瓢形孔为组合型孔设计的基础,型孔轮壳上有多个带引种槽的瓢形通孔,可与型孔轮上的大、小型孔对应组合成完整的型孔,调节机构起调节定位作用。以常规稻秀水134和玉香油占以及杂交稻花优14和培杂泰丰为试验材料,对型孔的形状、尺寸和形式以及调节机构进行了设计与试验。通过调节机构的可靠性试验得出,调节机构的可靠性合格,且可5s内实现播量快速调节。根据已有的理论和模型,计算确定了型孔数量为8个,型孔大端半径为5mm,小端半径为4.5mm,长度为11mm。通过理论计算和三因素两水平试验的结果表明：引种槽的长度为6.5mm,倒角为60°,型孔轮上大型孔的形式为深度6.5mm柱形型孔,小型孔的形式为深度4mm的勺形型孔时试验效果最佳,在转速50r/min 时播秀水134品种,小型孔的穴粒数合格率达87%,大型孔的穴粒数合格率达87.67%,且变异系数分别为22.60%和20.46%,满足播种要求。相关性分析进一步验证了型孔形式是影响穴粒数合格率的关键,引种槽的长度和倒角对穴粒数合格率与变异系数均有影响。播种适应性试验结果表明,组合型孔排种器能同时满足常规稻（秀水134、玉香油占）与杂交稻（花优14、培杂泰丰）的播量要求,变异系数较小,具有较好的适应性。     

水稻直播机组合型孔排种器设计与试验

为同时满足常规稻与杂交稻的播种要求以及实现对播量的快速调节,以型孔轮式排种器为基础,设计了一种由型孔轮壳、型孔轮和调节机构组成的组合型孔排种器。以瓢形孔为组合型孔设计的基础,型孔轮壳上有多个带引种槽的瓢形通孔,可与型孔轮上的大、小型孔对应组合成完整的型孔,调节机构起调节定位作用。以常规稻秀水134和玉香油占以及杂交稻花优14和培杂泰丰为试验材料,对型孔的形状、尺寸和形式以及调节机构进行了设计与试验。通过调节机构的可靠性试验得出,调节机构的可靠性合格,且可5 s内实现播量快速调节。根据已有的理论和模型,计算确定了型孔数量为8个,型孔大端半径为5 mm,小端半径为4.5 mm,长度为11 mm。通过理论计算和三因素两水平试验的结果表明:引种槽的长度为6.5 mm,倒角为60°,型孔轮上大型孔的形式为深度6.5 mm柱形型孔,小型孔的形式为深度4 mm的勺形型孔时试验效果最佳,在转速50 r/min时播秀水134品种,小型孔的穴粒数合格率达87%,大型孔的穴粒数合格率达87.67%,且变异系数分别为22.60%和20.46%,满足播种要求。相关性分析进一步验证了型孔形式是影响穴粒数合格率的关键,引种槽的长度和倒角对穴粒数合格率与变异系数均有影响。播种适应性试验结果表明,组合型孔排种器能同时满足常规稻(秀水134、玉香油占)与杂交稻(花优14、培杂泰丰)的播量要求,变异系数较小,具有较好的适应性。     

3自由度混联振动筛设计

基于并联机构的组成原理,设计了可用于颗粒物料分级的3自由度混联振动筛。振动筛主要由筛箱、振动电动机、电动机固定座、弹簧、倾角调节装置、支撑架、纵向振动链、横向振动链和底座组成。所设计的3自由度混联振动筛将筛箱的支撑和激振动功能分离,筛箱的支撑采用悬挂支撑方式;以全解耦型混联机构2PRRR—P(2R)为主体激振机构,能实现筛箱沿X、Y、Z 3个方向的振动。试验结果表明,该振动筛X、Y、Z向3个自由度的振动对分散性能平均提高了33.23%,而透筛性能平均提高了73.55%,对不同筛分物料的适应性强。     

套阀式液压凿岩机设计研究

阐述了套阀式液压凿岩机的工作原理和使用技术,介绍了液压凿岩机的主要零件结构参数和使用参数的计算,针对设计过程中涉及的问题进行了探讨,介绍了当代液压凿岩机新技术、故障诊断与排除等,为广大液压凿岩机设计与使用者提供技术参考。     

麻山药收获机振动松土装置的设计

针对麻山药收获机械化水平低、机械挖掘根茎损伤率高及人工拔出根茎劳动强度大等问题,结合麻山药收获农艺需求与麻山药的物理机械性质,设计了4F-2型麻山药收获机的振动松土装置。确定了振动松土装置的设计方案,建立了振动松土装置的特征模型;并运用ADAMS软件对机组前进速度、偏心轮转动速度和偏心距进行运动仿真分析,结果表明:机组前进速度为3m/min、偏心轮转动速度为540r/min、偏心距为50mm时性能最优。优化后振动松土装置的麻山药收获机田间试验结果表明:人工拔出根茎轻松省力,根茎的损伤率为3. 5%,满足企业标准《Q/JL001-2016麻山药收获机》相关要求。     

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。     

五面加工混联机床概念设

提出一种五面加工的六轴混联机床的设计方案。以典型刀具和工件加工时的相对运动要求为输入,得到刀具和工件的位姿关系矩阵,用机床的串并联运动功能模型实现了刀具和工件的位姿关系。六轴混联方案中,主轴部件一侧采用可实现Z轴移动和A及B摆动轴进给的少自由度3-PRS并联机构,工作台一侧采用X-Y并联驱动和C轴数控转台的串联机构。安装在3-PRS并联机构动平台上的主轴部件通过倾斜布局、合理构件（组件）设计使刀具的摆动范围达到了±45°;并对3-PRS并联机构进行了运动、刚度和工作空间分析。分析了X-Y并联平台与X轴滑台和Y轴滑台之间4条导轨副的受力状态。     

五自由度并联机床虚拟样机建模与仿真

为了验证五自由度完全并联机床的设计方案和理论模型,将虚拟样机技术应用于该并联机床的设计开发过程.利用三维机械CAD软件SolidWorks建立该并联机床的虚拟样机模型,应用OLE接口技术实现了该并联机床的数控加工仿真、刀具轨迹显示验证和仿真过程中自动换刀与毛坯的自动设计,采用多体动力学仿真软件ADAMS实现了该并联机床的动力学分析和仿真.计算机仿真结果证实了理论模型的正确性,验证了设计的合理性和可靠性.