大径变化的内螺纹车削装置

我厂成批生产的GP-47型谷物膨化机上的螺旋外套(如图1),其内螺纹为一双头左旋方牙螺纹,螺纹的小径d=47mm,大径D是由两段圆柱体(φ48mm和φ52mm)和一段圆锥体所组成,由于该零件内螺纹大径D是变化的,给加工带来了困难。过去我们曾在立式铣床上加装专用铣削装置采用分段加工,但是对     

螺钉预紧力对精密零件装配变形的影响

螺钉预紧力是超精密加工与装配中不可忽视的重要因素,基于ANSYS接触分析模块,采用具有回转对称结构的多个平行环形圆台结构代替螺纹的螺旋升角结构,建立了具有工程实际参考意义的螺纹计算分析模型,通过有限元分析,计算得到了螺钉预紧力作用下连接件及螺纹牙型的变形特征:被连接件的螺钉孔边缘则因受到挤压产生翘曲和彼此脱离的现象;螺钉预紧力主要由螺纹拧入深度较浅的前几个牙型贡献反作用力,螺纹口处的应力与变形最大,螺纹越深,螺纹牙型的应力与变形逐渐减小。     

基于PRO/E和ADAMS的摆动液压缸建模及动力学仿真

在分析螺旋摆动液压缸的结构和工作原理的基础上,分别进行了螺纹牙型角为60°5、0°、40°、30°的两级螺旋传动Pro/E三维建模,通过Pro/E与ADAMS两个软件之间的专用接口程序Mechanism/Pro,将两级螺旋传动模型导入到ADAMS中,添加复杂约束和力,进行动力学仿真计算,模拟摆动螺旋液压缸的旋转过程。仿真结果表明:两级螺旋副运动可靠,无干涉;螺纹牙型角为50°螺旋传动的动态响应最为灵敏,螺纹牙型角为60°时的螺旋传动最为平稳。     

基于有限元方法的传动螺纹螺牙轴向载荷分布规律分析

采用有限元方法,通过改变螺旋副的受力方式、螺母结构、螺杆螺母弹性模量比及螺纹设计参数建模不同的螺旋副,求得不同模型下螺牙轴向载荷对螺旋副总轴向载荷的百分比.在大量模型分析及对计算结果后处理工作的基础上,总结了螺母结构及螺纹设计参数对传动螺纹螺牙轴向载荷分布的影响规律,为螺旋副的结构优化和摩擦学优化设计提供依据.     

经济型数控车床加工异形螺旋槽螺纹

图1所示实物图是我院实习教学中给某工厂加工的一件外协产品,名称为输料螺旋轴,是某机器上运送物料的一个部件,材料为铸造铝合金。从整体上看为锥螺纹,且是一个左旋螺纹,并且螺旋槽的形状比较复杂,螺旋部分长度为550mm,加工时刚性较差,需要低转速小吃刀量进行,螺旋槽结构由三段圆弧和一条直线段构成,属于异形螺纹类,普通机床上是无法加工的。而且数控车床上没有可以直接引用的螺纹加工代码,因此难点在于程序的编写和刀具的选用。     

内外螺旋管道机器人性能分析和结构参数优化

数值比较了内外螺旋机器人、单节外螺旋机器人和双节外螺旋机器人的轴向推进力、管道壁所受最大压力、液体对机器人的承载力和液体对机器人周向阻力矩与其外壳转速的关系,分析了内螺旋转速和外螺旋转速的变化对机器人轴向推进力的影响以及机器人外螺旋槽结构参数(槽口宽a2、 槽底宽b2、倾角α2、螺旋槽槽深h2、螺纹升角Φ2和螺纹线数n2）对机器人轴向推进力的影响, 并运用正交试验优化方法优化了外螺旋槽结构参数组合。结果表明：内外螺旋机器人单位有效体积的推进力和液体对其的承载力最大;外螺旋参数的变化对机器人性能的影响远大于内螺旋参数的变化对机器人性能的影响;机器人外螺旋槽结构参数和机器人轴向推进力成非线性关系。在管道直径和机器人内外径确定的条件下,一组最优的外螺旋槽结构参数组合为：a2=1.25mm,b2=0.75mm,α2=70°,h2=0.8mm,Φ2=30°,n2=10。     

基于UG和VERICUT的螺纹铣削自动编程与仿真研究

通过一典型加工实例,详细研究了基于UG的螺纹铣削自动编程方法,搭建了基于VERICUT的螺纹铣削仿真加工环境,定制了具有整圈螺旋插补功能、1/4圆弧螺旋插补功能的后处理器,对微小直线段的连续直线插补程序、整圈螺旋插补程序及1/4圆弧螺旋插补程序进行仿真。研究结果证实,1/4圆弧螺旋插补程序加工时间短、程序段数少、加工过程无过切,欠切量为0.001 5 mm,远小于0.02 mm的允差量,即验证了基于UG的螺纹铣削自动编程方法的有效性。研究结果对螺纹铣削自动编程具有参考价值。     

一种利用螺纹内传动链进行分度的方法

螺旋转子式压缩机是当前国际市场上的新产品。这种高效压缩机的核心是一对特殊型线的高精密度多头螺旋转子。其要求分度误差小于 16.5′,每 300mm导程误差小于 0.01mm。对于传统的分度机构是难以达到高精度分度。我厂经过多年研究,成功地开发出了 QH2－ 029转子铣床,巧妙地利用螺纹内传动链中较高精度的传动副进行分度。本文就重点介绍该分度方法。该机床主要传动系统见附图。附图中驱动电机可采用直流调速电机或单轴伺服电机。螺旋转子 (工件 )的螺纹展成是由 ABCD导程挂轮组、 EF挂轮组、两组蜗轮及滚球丝杠组成传动链完成。通常工…     

螺旋驱动杆式行波型超声电机

设计了一种螺旋驱动杆式行波型超声电机,初步分析了其驱动机理。推导了螺纹牙型角与定子长度以及转子直径三者之间的关系,并以提高螺纹驱动效率为目标函数,确定了电机主要结构尺寸,优化了用于放大振幅的定子凹槽结构。加工制作了样机,并搭建了试验装置,测试了电机的主要性能参数。试验表明：电机实际工作频率为24.5kHz,与仿真结果基本一致;调节相差可实现正反转控制,启停灵敏;在220V驱动电压下,电机最大空载转速为40r/min,堵转轴向力为1.7N。     

RAG型螺纹磨床的磨头修理

RAG型螺纹磨床是瑞士REISHAVER公司生产的,它能加工的最大长度为250mm,最大直径为20mm,最小直径为1mm,螺距0.25～4mm。加工零件的精度可达零级(旧标准)螺纹,光洁度9～10。但是,机床经长期使用后,砂轮主轴与轴承就要磨损,其配合间隙也随之增大,甚至导致主轴松动,加工出的螺纹表面产生波纹。一、磨头结构及工作原理 RAG型磨头结构见图1。RAG型主轴两端的轴颈均为相等直径的圆锥形,而且两锥度方向相反,与它配合的零件为内锥滑动轴承,并借助螺纹来转动轴     

基于CCD激光测微传感器的螺旋焊管周长在线检测技术

针对大尺寸螺旋焊管周长在线检测的难题,提出了一种基于CCD激光测微传感器的技术方案.该方案利用4组CCD测微传感器对螺旋焊管截面2个正交外径进行数据采集,结合螺旋焊管卷焊速度,构造截面点坐标,通过最小二乘椭圆算法对焊管截面圆进行拟合,计算出截面椭圆的周长,作为该段螺旋焊管中心截面周长的最优估计值.搭建了一套实验系统,对...     

小型数字投影结构光三维测量仪镜头设计

为了解决三维测量仪器的小型化问题,设计了一种数字投影结构光三维测量仪光路结构,并用Zemax软件进行了性能优化。该结构分为投影光路和照相光路,投影镜头采用反远距结构,由5片透镜组成,全视场调制传递函数大于0.35。照相镜头采用双高斯结构,由6片透镜组成,全视场调制传递函数大于0.12。两镜头口径均小于14mm,长度小于40mm,像面照度均大于90%,可以对80~120mm远的物体进行测量。投影图像像素密度为1 028×768,相机拍摄图像像素密度为1 280×960,在工作距离100mm处可以测量28mm×21mm的表面。镜头全部采用球面透镜。该结构具有测量精度高、成本低、加工容易、体积小等优点。     

防汛抢险螺旋桩设计与焊接过程分析

本文提出了一种新型的防汛抢险螺旋桩机,桩体采用钢制螺旋桩,桩体在电机的旋转下被直接拧入地里.该桩机能够很好地解决了打击式沉桩方式造成的问题.防汛抢险螺旋桩机的一个关键技术是螺旋桩的设计.考虑到螺旋叶片与圆管焊接时变形过大造成桩沉入时摩擦阻力增大,本文基于有限元分析方法,利用大型有限元软件Ansys7.0对焊接过程进行了模拟,得出了焊接后整个螺旋桩体的变形情况.本文为解决薄壁复杂结构的建模分网提供了参考,并利用ANSYS软件实现了薄壁三维实体的焊接模拟过程.     

W形结构缠绕垫片压缩-回弹性能的研究

在V形结构的基础上,通过简化力学模型的受力分析,建立力与变形之间的关系,从而获得W形结构的弹性变形公式。通过与V形结构弹性变形公式的比较,采用5.5 mm、6.0 mm、6.5 mm宽的平钢带进行厚度为4.5 mm标准系列缠绕垫片的合理结构设计,在确定的工艺参数（钢带切向拉紧力为14.7 N、径向压紧力0.25 MPa）和组合安装按GB 4622.3-93规定的条件下,对304＋柔性石墨内外环缠绕垫片进行压缩-回弹性能试验。结果表明：W形金属柔性石墨缠绕垫片的回弹性能优越于V形,且强度和刚度较大,在高压、危险工况、预紧载荷较大的法兰连接系统条件下使用更加安全可靠;W形金属柔性石墨缠绕垫片的回弹性高出国标十几个百分点,达到了国际先进水平。     

Micrometer-scale machining: tool fabrication and initial results

Conventional milling techniques scaled to ultrasmall dimensions have been used to machine polymethyl methacrylate (PMMA) with micrometer-sized milling tools. The object of this work is to achieve machining of a common material over dimensions exceeding 1 mm while holding submicrometer tolerances and micrometer size features. Fabricating the milling tools themselves was also an object of the study. A tool geometry for nominal 25 micrometer diameter cutting tools was found that cuts PMMA with submicrometer tolerances over trench lengths of 2 mm. The tool shape is a simple planar facet cut by focused ion beam milling on ground and polished 25 micrometer diameter steel tool blanks. Pairs of trenches 24 micrometers wide, 26 micrometers deep, 2.3 mm long, with a 14 micrometer separation were milled under various machining conditions. The results indicate that the limits of the machining process in terms of speed, pattern complexity, and tolerances have not been approached. This is the first demonstration of a generic method for microtool making by focused ion beam machining combined with ultraprecision numerically controlled milling. The method is shown to be capable of producing structures and geometries that are considered inaccessible by conventional materials removal techniques, and generally regarded as applications for deep X-ray lithography.     

压电直线精密驱动器研究

提出一种新型的压电直线精密步进驱动器。该驱动器采用仿生运动的原理,以定子主动箝位的方式和双侧薄壁铰链微变形结构,解决了以往压电精密驱动器箝位不牢固、步进频率较低、行程小、分辨率低、速度低、驱动力不稳定等问题。研制的精密直线驱动器能够实现高频率100 Hz,高速度30 mm/min,大行程>10 mm,高分辨率0.05 μm,大驱动力100 N等特点,大幅度提高了压电型步进驱动器的驱动性能。     

Development of an air servo displacement sensor

This paper introduces a new type of displacement sensor called an “air servo displacement sensor.” The sensor’s piston automatically follows a measured object using a pneumatic servomechanism with a nozzle-flapper that acts as a detecting device. Because the piston is supported by an aerostatic bearing, it experiences almost no friction. An optical linear scale mounted on the piston is used to measure the displacement of the measured object because the gap between the nozzle and the measured object is maintained at a constant level. As a result, this new sensor can successfully perform non-contact displacement measurements over a much longer measuring range, when compared to the traditional air micrometer. The optimal parameters for the sensor structure were obtained using simulations and experiments. Performance accuracy tests with a micrometer showed a repeatability error below ±0.5 μm and a linearity error below ±2 μm, with a measuring range beyond 10 mm. It has been verified that that the sensor exhibits a sufficient level of accuracy for the operational requirements.     

A new cryostage design for cryomicroscopy

The use of cryomicroscopes for the study of cryopreservation of biological samples has been well established. This paper describes a new cryostage design for a cryomicroscopic system able to yield cooling and warming rates up to 18 000 °C min^?1. This directional solidification cryostage incorporates design features that enable it to span large temperature gradients and high cooling rates. Each copper base of the new design is a three-piece construction containing a sandwiched thermofoil heater and an internal zigzag flow channel for the refrigerant. Consequently, the temperature of each base can be independently varied between ?150 °C and +150 °C. In addition, the new design includes an adjustable gap between the bases that can be adjusted from 0.5 mm to 2.5 mm using attached micrometer heads. The visible gradations on each micrometer enable symmetry of the copper bases to be maintained after each adjustment. In addition to the specifics of the design, this work discusses the surface and thermal characterization results of the stage. Then to demonstrate the performance of the instrument, experimental results with saline solution and the subsequent quantitative analysis are presented.     

螺旋槽端面密封脱开转速的理论及试验

提出螺旋槽端面密封脱开转速的理论分析模型,并建立适合于密封端面脱开后的内外双槽结构的非接触式端面密封数学模型。理论研究一种外螺旋槽和内人字槽组合的双螺旋槽端面密封的临界脱开转速,同时讨论该类非接触端面密封开启力、流量、摩擦力矩等随转速和密封间隙的变化规律。试验得到了直径100 mm、槽深3 μm的组合螺旋槽(外螺旋槽和内人字槽组合)端面密封在水介质(27 ℃)工况下的临界脱开转速,并将其与理论结果进行对比研究。研究结果表明,当密封转速超过约9 kr/min后,密封处在非接触状态,此时的密封泄漏量仅为1.2 mL/s。试验得到的端面密封脱开转速与理论结果一致(误差小于10%),从而有效地证实了端面脱开转速可作为对密封端面接触与否的判定依据。当密封转速高于脱开转速后,密封处在非接触状态,其工作寿命较长,泄漏量较小,这对于可重复使用火箭发动机涡轮泵端面密封的研制具有重要理论和试验参考价值。