慢刀伺服车削刀具补偿算法优化

目的 优化刀具补偿算法,从而提高复杂曲面慢刀伺服车削加工的表面质量。方法 针对法向补偿算法容易导致X轴动态性能降低以及Z向补偿算法存在较大插值误差等问题,提出了一种基于坐标变换的几何补偿算法。通过坐标变换提高求解精度并简化算法,利用几何变换关系将X轴的补偿分量集中于Z轴,保证X轴的动态性能,并降低插值误差。以环曲面为例,对刀具补偿算法进行仿真分析和试验验证。结果 仿真结果显示,在法向补偿算法下X轴速度波动较大,而在本文提出的算法下X轴可以保持匀速运动;在刀具补偿环节,与本文提出的算法相比,Z向补偿算法产生的插值误差较大,最大插值误差达到了0.015mm以上。试验结果显示,在法向补偿算法下环曲面的表面粗糙度值最大（Ra=0.112μm）,且远大于Z向补偿算法和本文提出的算法;而在Z向补偿算法和本文提出的算法下,环曲面的表面粗糙度值相差不大（分别是Ra=0.066μm和Ra=0.062μm）。在法向补偿算法、Z向补偿算法和本文提出的算法下得到的PV值分别为16.9、13.8、8.8μm。结论 在保证X轴动态性能的前提下,刀具补偿算法对表面粗糙度影响不大。与法向补偿算法和Z向补偿算法相比,本...     

四种壳类纤维/聚氯乙烯木塑复合材料的蠕变及磨损性能

选用4种壳类纤维-椰子壳、榛子壳、核桃壳和稻壳为填充材料,聚氯乙烯（PVC）为基体材料,制备壳类纤维/PVC复合材料,对4种壳类纤维进行了FTIR和热分析,对4种壳类纤维/PVC复合材料进行蠕变及磨损性能测试。结果表明：4种壳类材料中,稻壳纤维中纤维素含量最高,为43.6%,稻壳纤维/PVC复合材料具有较好的结合界面和力学性能,其压缩、拉伸和弯曲强度最高,分别为43.1 MPa、23.2 MPa和46.1 MPa,比强度最低的核桃壳纤维/PVC复合材料分别高出13.7%、33.3%和21.0%,在相同应力作用下,稻壳纤维/PVC复合材料蠕变应变值最小;在相同磨损条件下,稻壳纤维/PVC复合材料的比磨损率最小,其摩擦系数亦为最小。     

麦秸秆/聚丙烯发泡复合材料的热稳定性与微观结构

为探讨发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)添加量对麦秸秆/聚丙烯(PP)发泡复合材料的热稳定性、微观结构以及化学结构的影响,采用TG-DSC、FTIR和体视显微镜分析了麦秸秆/PP发泡复合材料的热稳定性、化学结构和微观结构,并测定了复合材料的线性膨胀系数、导热系数、表观密度和力学性能。结果表明:AC添加量及其热分解程度均对麦秸秆/PP发泡复合材料的热稳定性、泡孔结构和热膨胀性能影响显著;当AC添加量为1.0wt%时,其热分解程度最高,复合材料具有较好的热稳定性,泡孔结构均匀,麦秸秆与基体界面稳定,线性膨胀系数最小。所得结论表明,当AC添加量为1.0wt%时,麦秸秆/PP发泡复合材料具有较好的综合性能。      

Ni-Co-P-BN(h)-Al2O3二元纳米复合镀层表面组织结构及耐磨性研究

为改善材料表面耐磨性能,采用电沉积法在不同纳米颗粒质量浓度及其混杂配比下制备了Ni-Co-P-BN(h)、Ni-Co-P-Al_2O_3和Ni-Co-P-BN(h)-Al_2O_3的3种纳米复合镀层,通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度仪、摩擦磨损仪及激光共聚焦显微镜,对镀层的表面组织结构与耐磨性能进行了研究.结果表明:不同纳米颗粒质量浓度及其混杂配比对纳米复合镀层表面组织结构有重要影响,纳米复合镀层表面呈现出典型的包状结构,混杂配比后出现明显纳米Al_2O_3的衍射峰;与Ni-Co-P-BN(h)和Ni-Co-P-Al_2O_3镀层相比,Ni-Co-P-BN(h)-Al_2O_3二元纳米复合镀层的平均显微硬度更大,达到753.6 HV_(0.2);摩擦磨损试验中对摩件是直径4 mm的GCr15合金球,在施加载荷3.2 N、转速500 r/min、摩擦时间30 min的磨损条件下,二元纳米复合镀层磨损量最小为9.2 mg/h.纳米BN(h)和Al_2O_3在电沉积加工过程中充分发挥了二元纳米粒子协同生长的优势,使得Ni-Co-P-BN(h)-Al_2O_3二元纳米复合镀层具有更好的耐磨性能.     

4种生物胶与麦秸秆制备复合材料性能比较

为比较生物胶（海藻酸钠、瓜尔胶、淀粉胶、植物蛋白胶）与麦秸秆制备麦秸秆/生物胶复合材料的力学性能和吸湿性能,分析了4种生物胶和麦秸秆的红外光谱,测试了麦秸秆/生物胶复合材料的力学性能和吸湿性能,观察了它们的微观结构。结果表明:4种生物胶均有-OH和-CH伸缩振动吸收峰,植物蛋白胶有-NH₂伸缩振动吸收峰和-O-吸收峰。植物蛋白胶制备的复合材料力学性能较好,吸湿率较小,其拉伸强度比海藻酸钠、瓜尔胶、淀粉胶制备的复合材料分别高436%、93%、416%,弯曲强度分别高922%、49%、963%,弹性模量分别高714%、678%、254%,平衡吸湿率分别小42%、17%、16%。麦秸秆/植物蛋白胶和麦秸秆/瓜尔胶复合材料中麦秸秆被基体包裹较好,植物蛋白胶-麦秸秆和瓜尔胶-麦秸秆两相界面模糊,两者结合较好;而麦秸秆/海藻酸钠和麦秸秆/淀粉胶复合材料两相界面空穴和缺陷较多,麦秸秆与基体之间存在明显界面,与麦秸秆结合较差。麦秸秆/植物蛋白胶复合材料在力学性能方面与塑料基复合材料相当,而吸湿性能有待提高。      

不同植物纤维/骨胶复合材料的性能对比

为利用农业废弃物制备生物质材料,以稻秸秆、麦秸秆、花生秸秆、稻壳、麦壳及花生壳为填充材料,以骨胶为基体材料,采用模压成型工艺制备六种生物质植物纤维/骨胶复合材料,对六种植物纤维成分进行测试,对其制备的生物质复合材料的力学性能、吸湿性能、表面官能团和热稳定性进行分析,用体视显微镜观察复合材料拉伸断面的微观结构。结果表明,麦秸秆纤维素含量较高,稻秸秆纤维素含量仅次之。同种生物质的秸秆比其壳制备的复合材料性能好,其中稻秸秆/骨胶复合材料有较好的界面相容性和力学性能,其拉伸强度和冲击强度分别为4.14MPa、4.89kJ/m~2,比稻壳/骨胶复合材料分别高118%、22.6%,比麦秸秆和花生秸秆制备的复合材料分别高4.42%、37.3%和56.9%、20.8%。稻秸秆/骨胶复合材料的抗吸湿性能较好,平衡吸湿率为12.35%,比麦秸秆、花生秸秆、麦壳、稻壳、花生壳制备的复合材料分别低27.11%、16.72%、19.36%、0.04%、15.97%。麦秸秆由于表面蜡质层,其与骨胶制备复合材料的性能较差。六种生物质复合材料中,稻壳/骨胶复合材料的热稳定性较好。     

竹炭和壳聚糖对聚氯乙烯基木塑复合材料界面性能的影响

以杨木粉为填充材料,聚氯乙烯（PVC）为基体材料,添加竹炭和壳聚糖,采用挤出成型制备竹炭和壳聚糖改性木粉/PVC木塑复合材料,采用SEM观察复合材料表面微观形貌,采用综合热分析仪分析复合材料的热稳定性,采用FTIR分析其官能团变化,测试了木粉/PVC木塑复合材料的力学性能。结果表明:复合添加竹炭和壳聚糖可较好地改善木粉和PVC的界面作用力和界面相容性,提高复合材料的力学性能,其拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和弯曲模量分别比未添加增加14.6%、28.8%、11.1%和4.85%,且复合材料的微观界面缺陷较少;竹炭可提高复合材料的热稳定性,复合添加竹炭和壳聚糖可增加复合材料中羟基、氨基和亚甲基的数量,减弱碳氯键的结合强度,从而增强复合材料中木粉和PVC的界面结合力。      

超疏水Ni-P-Al2O3纳米复合镀层的制备及耐腐蚀性能研究

为提高45钢基体材料的耐腐蚀性能,采用电化学法与氟硅烷修饰相结合的方式在45钢基体表面制备超疏水Ni-P-Al2O3纳米复合镀层,并对镀层的表面形貌、晶相结构、表面粗糙度、润湿性及耐蚀性能进行了研究。结果表明:采用电沉积法制备的Ni-P-Al2O3镀层表面均匀、致密,且无明显气孔缺陷,接触角测试表明其表面达到了超疏水状态,而经电化学加工后,镀层表面形成不规则的微凹坑结构,表面粗糙度值明显增大。经电化学测试,与普通Ni-P-Al2O3镀层相比,超疏水Ni-P-Al2O3镀层的腐蚀电流密度、腐蚀速率均更小,表现出优异的耐腐蚀性能。     

回转体表面喷射电沉积Ni-P-ZrO2复合镀层耐腐蚀性能研究

为延长回转体零件的使用寿命,提高其耐腐蚀性能,本文利用喷射电沉积技术在45钢外圆表面制备Ni-P合金镀层和Ni-P-ZrO₂复合镀层,采用扫描电镜、腐蚀失重法和电化学测试分析等测试手段对Ni-P-ZrO₂复合镀层、Ni-P合金镀层和45钢基体在50 g/L NaCl溶液中的表面形貌和耐腐蚀性能进行研究,并探究腐蚀机理。研究表明:Ni-P-ZrO₂镀层相对Ni-P镀层表面致密度更高,缺陷较少;浸泡相同时间, Ni-P-ZrO₂镀层的失重量最小,腐蚀速率最小;电化学测试实验中,Ni-P-ZrO₂复合镀层的腐蚀电流最低(43.2×10^-5 A/cm²),共沉积ZrO₂颗粒后,Ni-P-ZrO₂复合镀层容抗弧半径更大,极化电阻值R_p增大为Ni-P合金的3倍,双层电容值C_d由4.743 8 μF/cm²降低为3.887 2 μF/cm²。在相同条件下腐蚀后,Ni-P-ZrO₂复合镀层的表面较为完好,腐蚀产物较少;Ni-P合金次之,有较多黑色腐蚀产物;45钢表面形貌最差。综上,采用喷射电沉积在回转体表面制备的Ni-P-ZrO₂复合镀层相对Ni-P合金镀层和45钢基体表现出更优良的耐腐蚀性能。     

四种植物纤维/高密度聚乙烯木塑复合材料耐海水腐蚀性能比较

为比较桉木、杨木、竹粉和稻壳为改性相的高密度聚乙烯（HDPE）基四种木塑复合材料耐海水腐蚀性能,对其进行模拟海水加速腐蚀试验,测试四种HDPE基木塑复合材料腐蚀前后力学性能和色差值,分析其腐蚀前后微观形貌和官能团变化。结果表明:模拟海水腐蚀导致四种HDPE基木塑复合材料两相结合质量变差（裂隙和空洞增多）,力学性能下降,色差值变大（桉木/HDPE、杨木/HDPE和稻壳/HDPE复合材料趋于变白、变黄和变绿,竹粉/HDPE复合材料趋于变白、变蓝和变绿）,羟基含量增多。模拟海水腐蚀21天,四种HDPE基木塑复合材料弯曲强度和弯曲模量降幅为:桉木/HDPE复合材料分别为12.94%和23.18%;竹粉/HDPE复合材料分别为15.45%和23.20%;稻壳/HDPE复合材料分别为18.53%和25.15%,杨木/HDPE复合材料分别为18.52%和34.21%。模拟海水腐蚀后,力学性能下降和颜色变化及断面裂隙和孔洞缺陷最少的是桉木/HDPE复合材料,最多的是杨木/HDPE复合材料。