基于有限元分析的精密铣削装备整机设计优化

在面向高档汽车压缩机涡旋盘零件的加工需求背景下,对其加工装备做了基础设计,并根据课题组基础设定了装备部件的材料。对装备的各运动部件进行了精度分配,得到了课题5μm加工要求需要设计3μm的装备模型,由此设计了装备模型。在装备模型中间加工状态和两端加工状态两种极限状态下分别做了静力学仿真分析,对比了基础设计模型和优化设计模型。在中间加工状态下,基础设计模型加工点位置处和传动部件位置处的变形由0.298μm和0.20μm分别优化到优化设计模型的0.172μm和0.155μm;在两端加工状态下,基础设计模型加工点位置处和传动部件位置处的变形由0.301μm和0.197μm分别优化到优化设计模型的0.197μm和0.201μm。     

PCBN高速切削25CrMo4过程的切削温度研究

为获得25CrMo4淬火钢的最优切削参数,应用Deform-3D软件建立三维有限元模型并对切削过程进行仿真,获得了不同切削速度、背吃刀量和进给量下切削温度的变化规律,通过对模拟结果评估获得了最佳切削参数。在最佳切削参数下进行切削实验,结果发现:随着切削速度、进给量和切削深度的增加切削温度都呈上升趋势;不同切削速度下的切削温度实验与模拟值非常吻合,这表明在实验切削速度范围内切削温度是优化切削参数的最主要物理量。     

基于ANSYS的针阀体密封微结构设计

针对某型号针阀偶件在工况下,高压油易从针阀体和针阀套间的接触端面泄露的问题,利用Solidworks三维软件建立针阀体密封端面不同微结构的三维模型,并使用ANSYS仿真分析软件对针阀体上的微结构进行静力学仿真分析,根据仿真分析结果对比选出最优微结构。仿真结果表明:针阀体密封微结构可以起到增大密封端面接触面积的作用;且密封微结构的最优设计为抛物线凹状环槽,可使针阀体与针阀套之间的密封问题得到改善。     

SiC晶须含量对镁基复合材料性能影响的研究

采用加压烧结法制备镁基复合材料,研究不同含量的SiC晶须对镁基复合材料密度、硬度、抗拉强度、抗压强度、摩擦磨损等性能的影响。结果表明:镁基复合材料的致密度并不随SiC晶须质量分数的改变而发生规律性变化;材料的硬度随着晶须质量分数的增加而增大;与基体材料ZK60相比,添加SiC晶须的镁基复合材料的抗拉强度、抗压强度、弹性模量、压缩模量和伸长率都有一定提高,当SiC晶须的质量分数为20.0%时,复合材料烧结体的常温力学性能最好;通过对烧结材料磨损量变化的分析,发现当SiC晶须质量分数为10.0%时,摩擦磨损性能最好。综合比较分析,SiC晶须的质量分数为15.0%时,增韧增强效果最佳。     

基于灰色理论的铁氧体切割工艺参数优化

针对铁氧体的高精度环形金刚石线锯切割工艺参数优化问题,以其切割后的面形精度和表面粗糙度作为评价指标,采用正交试验法研究主轴转速、进给速度和张紧力等工艺参数对切割表面质量的影响,并基于灰色理论对多工艺目标进行数据分析和综合评判,得到工艺参数组合优化方案为:主轴转速,1 000 r/min;进给速度,1.0 mm/min;张紧力,90 N。切割试验结果表明:用优化后的参数组合得到的面形精度PV为7.37 μm、表面粗糙度R_a为0.882 μm,加工表面质量提高,验证了铁氧体切割工艺参数优化的有效性和实用性。      

针阀体密封端面漏油原因分析及密封微凹结构优化设计

针对某型号针阀偶件在试验验证中容易产生暴漏的问题,首先分析了暴漏产生的原因,其次建立针阀体密封端面不同微凹结构的三维模型,并使用ANSYS进行静力学仿真分析,根据仿真分析结果对微凹结构进行了优化设计并进行了仿真分析验证。仿真结果表明:不同数量、宽度以及深度的环状微凹结构对接触状态有很大的影响;且当密封微结构为宽0.5mm,深2μm的环状凹槽时,其接触面积可以较初始平面接触面积增大2.37%,这使针阀体与针阀套之间的密封问题得到改善。     

基于有限元分析的精密铣削装备床身设计优化

在面向高档汽车压缩机涡旋盘零件的加工需求背景下,对其加工装备做了基础设计,并根据课题组基础设定了装备部件的材料。对装备的相关外部影响因素进行了精度分析,得到了课题5μm加工要求需要设计3μm的装备模型,由此设计了装备床身模型。在床身模型中基础设计和优化加筋两种方案下分别做了静力学仿真分析,对比了基础设计模型和优化设计模型。床身基础方案的总变形为0.41μm,斜筋方案为0.27μm,圆筋方案为0.32μm,并分析了在X、Y、Z三个方向的变形。     

高速切削GCr15切削力的仿真与实验研究

应用Deform-3D软件建立刀具-工件三维有限元模型,研究了PCBN刀具高速切削GCr15淬硬钢的切削机理,得出不同切削参数下切削力的变化规律,通过对模拟结果进行分析获得了最优切削参数。在最优切削参数下进行切削实验,结果发现:在切削深度和进给量不变的情况下,不同切削速度下的切削力模拟值与实验值变化趋势是一致的,并且其误差不超过10%,这表明利用Deform-3D有限元软件建立三维切削模型可以有效模拟PCBN刀具高速切削GCr15轴承钢的切削过程。     

PcBN材料及其刀具研究进展

介绍了PcBN材料及其刀具的发展史,给出了制备PcBN的工艺流程及关键技术.通过大量实验数据总结出,作为合成PcBN的基本原料,cBN具有高的硬度和化学惰性.但高的化学惰性阻碍了晶格间的良好烧结,即cBN与cBN晶粒直接键合是十分困难的.分析了不同结合剂对制备PcBN的影响,介绍了金属结合剂及陶瓷结合剂对PcBN性能的影响,如:Al、B、AlN、TiN和WC等.最后对PcBN材料的发展作了展望.     

风电制动片材料冲击性能及摩擦性能分析

基于对风力发电机制动片现用摩擦材料的分析,研制了纤维增强复合材料,并利用分离式霍普金森压杆试验装置和MM-1000磨粒磨损试验机,研究制动片摩擦材料的冲击性能和耐磨性能.通过对铜基粉末冶金、颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料的应力-应变和摩擦性能比较和分析,得出纤维增强复合材料具有较好的耐冲击性能和良好的塑性性能,并且其摩擦性能高于其他两种材料,故可以取代其他两种材料成为风电制动片材料.