微细电火花分层铣削加工实验研究

电极损耗对工件加工质量的影响显著,为保证微细电火花铣削的加工精度,需要对工具电极给予合理补偿。基于倒圆锥形电极端面,采用定长补偿法模型,进行了微型槽电火花分层多道铣削实验,并在此基础上采用层间正交加工轨迹以及通过机器视觉技术采集到稳定加工后的电极端部图像,进而确定合理的轨迹重叠路径。实验结果表明,此电极补偿模型能够有效的对电极损耗进行补偿,并且正交轨迹加工方法使加工时间缩短了50%,残切去除明显,获得了良好的加工精度。采用超景深显微镜观察所加工的微型槽底截面的直线度很好,加工深度偏差在2μm左右。     

电火花线切割制备超疏水铜表面的正交试验

采用电火花线切割技术在铜表面构筑了复合粗糙结构,经自组装技术处理后得到了超疏水铜表面,通过正交试验方法对电火花线切割机床的脉冲宽度、脉冲间隔和峰值电流(功率管个数)参数进行了优化,并讨论了电火花线切割机床放电参数对表面润湿性能的影响。结果表明,电火花线切割机床在铜表面构筑出陨石坑-突起复合粗糙结构。不同的电火花线切割加工参数产生不同尺度的微观结构,并影响铜表面的疏水性。当脉冲宽度为32μs,脉冲间隔为128μs,功率管为2个时,制得的铜表面静态接触角最高,为156.42°,滚动角为3°,为超疏水铜表面工业化生产提供了理论支撑。     

基于MRF的遥操作机器人触觉反馈装置设计与仿真

力反馈或触觉反馈在人与环境交互中是一种十分重要的感知形式,能够给予感觉器官真实的反馈信息,使得操作者能够及时调整操作方向或操作力大小。在医疗、工业、微操作等领域,力反馈或触觉反馈具有广泛的应用前景。设计一种基于磁流变液（MRF）的遥操作机器人主端触觉反馈装置。该装置可应用在远程微装配、微操作等领域,能够给予遥操作者真实的触觉反馈,实现临场操作感,提高操作安全性。此外,该装置能够解决磁流变液阻尼器的漏液问题,减小操作杆与磁流变液容器外壳之间所产生的摩擦力的影响。针对研究时间最长、应用最广的阻尼器Bingham模型,搭建Simulink 力学仿真模型并对该机器人主端触觉反馈装置所能提供的感知力进行仿真分析。结果表明：所设计的机器人主端触觉反馈装置可为操作者提供一个易于感知的触觉力,验证了该研究中遥操作机器人主端触觉反馈装置设计方案的可行性。     

超声振动主轴关键部件设计与动力学分析

为实现超声振动钻削加工,需设计超声振动主轴系统。而主轴系统中声振部件是最关键的部件。本文首先提出了一套用于微细孔加工的轴向超声振动钻床主轴的关键部件的设计方案,通过分析超声振动钻削主轴的基本工作原理,确定了主轴关键部件的结构选择和设计方法,进一步对主轴关键部件的连接进行改进。随后对主轴关键部件建立动力学模型,并应用Ansys Workbench软件对其进行了动力学分析,得到了关键部件的模态和谐响应特性,动力学分析验证了设计的可行性,最后通过钻削实验实现了难加工材料的微细孔振动钻削。