离子液体对石墨烯润滑油分散及润滑性能的影响

研究离子液体作为添加剂对石墨烯润滑油分散和润滑性能的影响。通过改变离子液体质量分数、超声功率以及时间等条件,考察离子液体/石墨烯润滑油的分散稳定性;采用Rtec多功能摩擦磨损试验机,以Si3N4/钢为摩擦副,考察不同条件下离子液体/石墨烯润滑油的摩擦学行为;采用扫描电镜和超景深显微镜对磨损表面进行分析,探究离子液体作为添加剂的润滑机制。结果表明:离子液体质量分数为0.002 5%、超声时间为60 min,超声功率为600 W时石墨烯润滑油的分散性和稳定性均显著提高;加入离子液体后,石墨烯润滑油的润滑性能提高,其摩擦因数随离子液体质量分数的增加而下降,随超声功率的增加而降低,随超声时间的增加而增加。研究发现,由于离子液体阳离子的长链结构和自身黏度较大,离子液体构成的润滑膜较厚且易于吸附在摩擦副表面,并与石墨烯发生协同作用形成了混合润滑膜,从而避免了摩擦副之间的直接接触,改善了摩擦磨损性能。     

氮化硅陶瓷轴承套圈沟道超精加工工艺参数优化研究

为获得较小的沟道表面粗糙度值,通过正交实验,研究超精加工过程的工艺参数对超精加工后的氮化硅陶瓷轴承套圈沟道表面粗糙度Ra的影响。以Ra为评价指标,根据正交实验得到超精加工过程中各工艺参数对Ra的影响程度并从大到小排列,依次为超精加工时间、油石压力、工件切线速度、长行程摆荡频率以及短行程振荡频率;建议最优超精加工工艺参数组合为超精加工时间10 s、工件切线速度625 m/min、油石压力0.6 MPa、长行程摆荡频率700次/分钟和短行程振荡频率2 450次/分钟。在最优超精加工工艺参数组合下超精加工后的轴承套圈沟道表面粗糙度为Ra0.035 5μm,改善率为90.80%。     

HIPSN陶瓷高效精密磨削工艺优化试验研究

目的针对HIPSN(热等静压氮化硅)陶瓷精密加工效率低、成本高、难度大的问题,对HIPSN陶瓷高效精密磨削加工工艺进行优化。方法利用高精度成形磨床对HIPSN陶瓷进行试验,分析砂轮线速度、磨削深度、工件进给速度等工艺参数对磨削后表面质量的影响规律。结果磨削深度由0.005 mm增加到0.050 mm,表面粗糙度值由0.2773μm减小到0.2198μm,并趋于稳定;工件进给速度由1000 mm/min增加到15 000 mm/min,表面粗糙度值由0.2454μm减小到0.2256μm,之后增大到0.2560μm,并趋于稳定;砂轮线速度由20 m/s增加到50 m/s,表面粗糙度值由0.2593μm减小到0.2296μm。随着工件进给速度的增大,表面波纹度平均间距Sw由0 mm直线增加到5.90 mm;随着砂轮线速度的提高,平均间距Sw由2.33 mm直线减小到0.68 mm。优化工艺参数组合:砂轮线速度50 m/s,磨削深度0.030 mm,工件进给速度3000 mm/min。结论表面粗糙度值与磨削深度和砂轮线速度呈负相关,随着工件进给速度的增大,表面粗糙度值先减小后增大,之后趋于稳定。减小工件进给速度、提高砂轮线速度有助于改善表面波纹度。     

氮化硅陶瓷球研磨过程中微磨料磨损形式的转变

为探究氮化硅陶瓷球研磨过程中的磨料磨损,在Rtec MFT5000摩擦试验机上,用不同载荷及不同浓度的金刚石磨料对其进行磨损试验,用VHX-1000超景深显微镜和S-4800扫描电镜观察磨损表面,确定其磨损形式,绘制摩擦因数的拟合关系曲线图.考虑部分实际工况,建立二、三体磨损模型.结果表明:磨料浓度对磨损形式转变的影响大于载荷.磨料质量分数为5％时出现明显沟槽;质量分数为20％时沟槽较浅;质量分数为35％时几乎无沟槽.计算确定磨损形式的转变临界值D/h≈1.6,当D/h<1.6时,二体磨损逐渐转变为三体磨损,随磨料浓度增大,材料表面磨损程度降低,D/h接近1,在磨料质量分数超过35％时,磨损形式几乎全部转变为三体磨损,试验初始摩擦因数较高随后降低并趋于平稳,不同磨料浓度造成摩擦因数差值较大,不同载荷造成摩擦因数差值较小.减小载荷或增大磨料浓度使D/h减小,能适当降低磨损程度,摩擦因数主要与滚动、滑动磨粒数量有关,滑动磨粒数量越多摩擦因数越大,摩擦因数波动随载荷增大而减小.     

基于环形结构光的三维拼缝法矢测量方法分析

三维拼缝焊接中,仅仅依靠示教再现以及预装夹的方法已很难满足焊接精度和质量要求.为了保证焊接质量,提高激光拼焊装备的适应性,需要在焊接过程中调整焊炬姿态,要求焊炬要垂直于焊缝表面,即与焊接点法矢方向一致.为了精确测量三维拼缝法矢,文中设计了三维拼缝法矢测量装置,提出了基于环形结构光采用曲面拟合计算三维拼缝法矢的方法,进行了仿真试验,并和基于条形结构光采用平面拟合的方法对比.结果表明,文中提出的方法具有较高的测量精度,有助于实现焊接过程中焊炬位姿的准确调节.     

含石墨烯润滑油润滑机制的分子动力学模拟

采用分子动力学方法研究石墨烯作为正十六烷烃(C_(16)H_(34))润滑油的添加剂对氮化硅-轴承钢(Si_3N_4-GCr15)摩擦副润滑性能的影响,分析石墨烯质量分数、压力及剪切速度对薄膜润滑区域范德华能、剪切应力及类固膜厚度的影响规律。研究表明:适量的石墨烯可以提高润滑区域的范德华能,增加类固膜厚度,降低Si_3N_4-GCr15摩擦副的剪切应力,减少摩擦副间摩擦力;石墨烯摩尔质量分数为2.5%时,润滑区域范德华能最大,剪切应力最小;添加石墨烯后,范德华能、剪切应力及类固膜厚度随着压力和剪切速度的变化而较为平稳,而没有添加石墨烯时三者出现较大的波动。可见,石墨烯作为添加剂,改变了压力、剪切速度影响下润滑区域范德华能、剪切应力、类固膜厚度的变化规律。     

高速主轴动平衡技术研究现状

针对高速主轴在运行过程中产生的振动对零件加工精度、表面质量等造成的破坏问题,对离线动平衡技术、在线动平衡技术及其在线动平衡装置的发展情况进行了研究与总结,对高速主轴在线动平衡装置的动平衡原理和在应用过程中存在的优点与不足进行了分析与归纳,对高速主轴在线动平衡技术及其动平衡装置的未来研究方向进行了展望。研究结果表明,广泛应用的混合式在线动平衡技术以及电机驱动式、喷液式和电磁驱动式3种最具代表性的在线动平衡装置是未来发展趋势;该技术重点是提高动平衡效率、快速响应能力、精度、适应性和耐用性;混合式在线动平衡技术及其高性能在线装置在高速主轴动态平衡方面具有广阔前景。     

供油量对全陶瓷轴承振动和温升的影响

为探究供油量对轴承振动及温升的影响,本实验对Si3N4全陶瓷深沟球轴承和钢制深沟球轴承开展控制变量实验,探究了深沟球轴承在干摩擦、湿润滑、持续供油条件下的振动及温升特性。结果表明,供油量对全陶瓷深沟球轴承振动及温升的影响程度随轴向载荷的增大而减小,随着轴向载荷增加,润滑后的陶瓷轴承表现出更优越的性能,适用的润滑油供油量范围也较钢制轴承更广,在相同的供油量条件下,陶瓷材质的轴承内圈比钢制轴承内圈的温升低约（5～8）℃,陶瓷轴承的外圈温升比钢制轴承外圈的温升低约（5～11）℃,但钢制轴承在较大供油量时温升下降幅度较大,与陶瓷材质轴承的温升差值减小。同时氮化硅全陶瓷深沟球轴承较钢制轴承在不同供油量条件下振动和温升均表现出更优越的性能。     

基于刀轴矢量规划算法的异型曲线锯切工艺算法研究

异型石材曲线锯切加工能够获得较高的切削线速度和切削效率,但其锯切参数的选定以及锯片尺寸导致过切的问题,需要新的运动控制算法来实现复杂曲线、曲面的锯切加工。本文从曲线锯切加工的坐标转换开始分析,以刀轴矢量规划算法为基础,在理论上研究不同刀具位姿下的运动控制算法,对加工图元为曲线下的各种情况进行详尽研究,提出了一种基于刀轴矢量规划算法的异型曲线锯切工艺算法。在满足刀具最优姿态的条件下,建立刀轴矢量加工效率同锯切方式、石材种类和刀轴光顺等影响因素之间的联系。经由曲线锯切加工工艺体系仿真功效对该算法的正确性进行了验证,现实加工评释该算法可以在异型石材曲线加工精度方面满足需求,提高了曲线加工效率,下降了曲线加工成本。