基于ANSYS的高速五轴数控加工中心球头铣刀切削温度仿真研究

以VMC656高速五轴数控加工中心为研究对象,研究了采用球头铣刀进行切削时,切削热所产生的温度对工件加工精度的影响。基于传热学和金属切削理论,建立了数控加工中心高速切削铝材时球头铣刀温度场数学模型,利用有限元软件ANSYS,仿真分析了球头铣刀在典型工况不同切削参数条件下温度场分布及变化规律,以及切削速度、切削厚度、进给量等参数对切削温度的影响。研究结果表明,在金属切削过程中,切削温度对刀具寿命和工件加工精度都有很大影响,因此必须采取措施,降低切削温度,有助于提高刀具寿命和加工质量。     

过盈联结传递扭矩的可靠性

根据可靠性设计理论，建立了过盈联结传递扭矩的可靠性设计公式，对通过过盈联结传递载荷的一些重要联结提供了新的设计方法．为提高传递载荷的可靠性提供了新的途径．     

纸张专用气动冲孔机的研究与开发

开发了一种能够自动冲孔、卸料、收集的纸张冲孔机。通过分析纸制品冲孔的特点,设计了适用于纸张加工的冲孔模具和卸料机构;基于冲孔机机械结构和气动系统控制原理的研究,采用双延时继电器自动控制冲孔和卸料过程。实际应用结果表明:该冲孔机成功地解决了纸张冲孔时易发生的纸张与冲头无法分离的问题,有效地提高了冲孔精度、质量和生产效率,能够满足纸制品制造行业的需要,具有较高的实际应用价值。     

应用响应面法的电机支架多目标优化设计

针对汽车电机支架在增大载荷力条件下的结构优化问题,利用响应面法和多目标优化算法相结合,对电机支架进行有限元分析和多目标结构优化设计.以应力值和支架质量为优化目标,通过表面中心复合实验设计和响应面方法构建响应面模型,并在此基础上应用Hammersley筛选法对其进行多目标优化求解.优化结果表明在载荷力增大8.3％的情况下,优化后电机支架的最大应力降低9.7％,质量降低3％,满足预期结构优化目标.     

磨粒强化加工表面材料动态再结晶行为的研究

目的 基于磨粒强化加工非线性热力耦合效应,研究加工表面材料动态再结晶行为.方法 以45#钢为研究对象,首先建立基于砂轮轮廓及磨粒分布特征的热力耦合全尺度有限元模型,然后利用三维元胞自动机法,构建奥氏体晶粒的位错密度增长控制方程,研究动态热力耦合作用对奥氏体晶粒动态再结晶过程的影响机理.最后,结合磨粒强化加工实验,验证不同进给速度与磨削深度下再结晶晶粒尺寸与体积分数的沿层变化规律,提出加工表面材料晶粒细化过程的参数化控制方法.结果 加工过程中,部分奥氏体组织会发生动态再结晶现象,并在工件表面形成细化层,细化层的厚度远小于强化层.随着与表面距离的增加,再结晶晶粒平均尺寸逐渐增大,体积分数先增大、后减小.改变磨削深度和进给速度,可使再结晶晶粒的体积分数和平均尺寸分别提高5倍和15％以上.结论 通过对比实验与模拟结果,发现加工过程中热力耦合效应沿层分布差异性明显.加工应变场的作用效果远小于动态温度场的影响,这限制了表面细化层的厚度;应变场沿层递减分布,越靠近加工表面,晶粒细化现象越明显;受层间应变与应变率差异性的影响,表层再结晶晶粒形核较快,但生长速度缓慢,再结晶晶粒体积分数偏小.增大切深与进给速度会使接触区金属的去除量增加、表面温度升高且晶粒畸变现象明显,有利于细化层的形成.     

颚式破碎机动力学计算机分析及相关零件CAD

建立复摆颚式破碎机动力学计算的数学模型，在此基础上，完成了复摆颚式破碎机动力学零部件CAD程序设计．应用结果表明：该CAD程序完全适用于颚式破碎机的工程设计计算，并且设计内容丰富，计算结果精确可靠，效率高．     

低温冷却磨削机理的研究

磨削是各种加工材料获得精确尺寸和表面完整性的主要加工方法，但在加工过程中，由于磨削区温度过高，经常导致工件表面热损伤、微裂纹和产生残余拉应力，严重影响工件表面质量和完整性的提高。本文通过采用低温CO2和液态氮为磨削冷却介质，有效地控制磨削区温度。实验结果表明，与干磨削和油冷却磨削相比，液态氮低温冷却磨削力、比磨削能、磨削区温度明显降低，工件表面质量和完整性显著提高，同时明显提高了砂轮的使用寿命和减少了冷却液对环境地污染。     

磨削工艺绿色度评价指标体系及影响因素分析

绿色制造作为一种现代制造模式,符合可持续发展的战略要求.磨削是一种重要机械加工方法,同时也是机械制造过程中对环境和资源影响最大的一种加工工艺,科学地评价磨削工艺绿色度、提高磨削工艺的绿色水平,对建立绿色制造系统具有重要意义.根据对磨削加工过程的绿色特性分析,建立了磨削工艺绿色度评价的指标体系,包括环境、能源、资源、经济性、生产效率、宜人度和绿色管理等方面,对各项指标的影响因素进行了分析.磨削工艺绿色度评价指标是,磨削工艺绿色度评价的量化基础,也为面向绿色制造的磨削工艺参数优化提供了理论依据.     

高效率磨粒加工技术发展及关键技术

高效率磨粒加工是先进制造方法的重要组成部分，集粗精加工与一身，达到可与车、铣和刨削等切削加工方法相媲美的金属磨除率，而且能实现对难磨材料的高性能加工。阐述了高速超高速磨削、快速点磨削、高效深切磨削、缓进给磨削、高速重负荷荒磨以及砂带磨削等高效率磨粒加工技术的国内外的发展及最新研究进展。研究了高效磨削砂轮、主轴及其轴承技术、高效率磨床、磨削液供给技术、砂轮、工件安装定位及安全防护技术以及磨削状态检测及数控技术等实现高效率磨粒加工的关键技术，分析了发展高效率磨粒加工的重要性。     

预应力干磨削加工40Cr工件表面微结构损伤

表面残余应力、表面烧伤、磨削裂纹等表面微结构损伤是评价零件表面质量的重要指标,直接影响零件的使用寿命,严重时造成零件失效。为研究预应力干磨削加工零件表面微结构损伤特征及规律,以40Cr材料为载体,开展预应力磨削加工试验研究,检测残余应力、硬度,并采用SEM、EDS等方法分析表面层形貌和化学成分。结果表明,试件加工表面存在淬硬现象,预应力对工件表层残余应力有较好的抑制作用,表层残余拉应力随磨削深度增大而增大,随预应力增大而减小。磨削深度对熔融涂覆及表面微裂纹损伤影响程度较大,磨削烧伤表面形成氧化膜会影响零件使用性能。预拉应力通过改变残余应力状态而对表面磨削微裂纹损伤起到抑制作用。