粉末注射成型金刚石制品的烧结工艺

对采用粉末注射成型技术制备的金刚石制品的烧结工艺进行了研究。通过观测金刚石制品的形貌、相对密度和抗弯强度,分析了烧结温度、烧结气氛、保温时间及升温速率等对金刚石制品烧结性能的影响,优化了烧结工艺参数。结果表明:随烧结温度的提高或保温时间的延长,金刚石制品的相对密度线性增大后趋于平缓,抗弯强度呈现出先增大后下降趋势;在真空气氛中烧结有利于制品烧结致密化和力学性能的提高;过高的升温速率会引起金刚石制品的烧结变形,过低的升温速率会造成金刚石制品处于加热过程的时间过长,影响制品性能。优化的烧结工艺参数为:烧结气氛为真空烧结,烧结温度为920℃,保温时间为10min,升温速率为5℃/min。     

面向低碳高效的铣削工艺参数优化及应用

为实现铣削加工的低碳高效,对铣削加工的碳排放情况进行研究,建立了铣削加工碳排放量化模型,以机床最大功率、刀具寿命和表面粗糙度为约束条件,建立了以主轴转速、进给量、背吃刀量、铣削宽度为优化变量,以加工碳排放和加工时间为优化目标的数控平面铣削工艺参数多目标优化模型。通过粒子群算法对模型进行求解,得到了低碳高效的工艺参数。最后以数控平面铣削优化实验为例进行验证,表明该模型具有较高的精度和较好的优化效果。     

工程陶瓷高效精密磨削加工技术的研究进展

工程陶瓷具有许多优异的性能,已广泛用于各工业行业中。介绍了现阶段实现工程陶瓷高效精密磨削加工的方法,诸如高速深磨、激光预热辅助磨削、ELID镜面磨削、超声振动辅助磨削、预应力磨削以及复合工艺磨削等。从磨削效率、加工质量、成本、局限性等方面比较了这几种加工方法的优缺点。对工程陶瓷高效精密磨削加工技术的研究进行了展望。     

金刚石/铜基粉末注射成形熔体温度对充填率影响的有限元模拟

对金刚石/铜基粉末注射成形熔体流变性能进行了非线性回归,得到了Cross-WLF模型参数;利用Moldflow有限元软件模拟了注射成形时熔体温度对充填率的影响,并进行了试验验证。结果表明:随着熔体温度的升高,充填率逐渐增大,但增大速率却逐渐下降;当注射压力为10MPa,注射流量为10cm3·s-1,熔体温度为170℃时,填充率就达到了100%,试验结果和模拟结果相吻合;此条件下注射成形制备的试样无宏观裂纹及其它缺陷,内部组织均匀,注射效果较好。     

面向清洁生产的磨削工艺方案多层多目标优化模型及应用

为了实现磨削过程的节能减排,提出了一种面向清洁生产的磨削工艺方案多层多目标优化模型。从清洁生产“三流（物料流、能量流、环境排放流）”的角度建立了面向清洁生产的磨削能耗与碳排放模型。从工艺路线和工序工艺参数层建立了以磨削能耗、磨削碳排放和磨削时间为目标的多层多目标优化模型,采用基于层次分析法和客观赋权法(CRITIC)法组合赋权的改进遗传算法进行优化求解。以某轴承套圈为研究对象进行磨削工艺实验,结果表明：通过算法优化得到的加工方案相较于传统的加工方案,在工艺层面节约了6.48%的加工时间、降低了42.81%的能耗、减少了8.26%的碳排放;在工序层面缩短了25%的磨削时间、降低了18.84%的能耗、减少了8.69%的碳排放。结果验证了模型和方法的有效性。最后依据上述研究结果提出了相应的节能减排策略。     

基于球切多面体和光密度的砂轮建模与测量

针对金刚石砂轮磨粒形状的不规则性、尺寸的变化性以及空间位置随机分布的特点,采用基于球坐标的随机点产生的空间平面切分实体的方法,建立更接近实际的虚拟多面体磨粒,并建立金刚石砂轮模型;从类似机床刀具切削刃的磨刃二面角出发,运用仿生物学中光密度以及计算机数字图像处理的方法,提出了基于光密度、积分光密度、平均积分光密度的一种新的砂轮形貌评价方法,并通过试验测量研究了磨刃二面角与积分光密度值之间的关系。研究结果表明,磨刃二面角越大,积分光密度值越大,在0~200之间变化。最后结合砂轮表面面积密度、磨粒平均个数、出刃高度、积分光密度值等参数验证了所建立的虚拟多面体磨粒和砂轮模型的有效性。     

一种球面零件法向跟踪磨削加工运动学模型

针对当前航空航天、高铁等工业领域对难加工材料球面零件的高效精密加工的需求,简要介绍球面零件的加工原理与方法,重点讨论分析传统球面零件磨削加工的三种方法及其优缺点。提出一种新的基于砂轮法向跟踪原理的球面磨削加工方法,改善球面零件精密加工的情况,充分利用多轴联动磨床的加工优势。根据几何运动分解处理划分为类外圆磨削和类平面点磨削,并从砂轮-工件几何接触长度、砂轮磨削路径等角度进行了几何学运动分析,为该方法的深入研究提供指导。      

基于新型金刚石砂轮的Al2O3陶瓷磨削性能

利用粉末注射成形和真空钎焊技术制备了一种新型金刚石砂轮,制备的新型金刚石砂轮具有金刚石把持力大、金刚石微刃有序排布等特点。进行了基于新型金刚石砂轮的Al2O3陶瓷磨削性能研究。实验结果表明：相对于普通树脂结合剂金刚石砂轮,新型金刚石砂轮磨削Al2O3陶瓷的加工表面形貌完整性较好,宏观裂纹和表面损伤相对较少;表面粗糙度较小,当进给速度为40mm/s、磨削深度为40μm时,加工表面粗糙度Ra在0.68μm左右;在相同实验条件下,新型金刚石砂轮的磨削力减小了12%~17%,磨削温度降低了80~120℃。     

基于泵车支腿全行程工况下的安全控制技术研究

本文提出了在支腿全行程工况下的一种安全控制技术研究,根据支腿伸缩位置确定泵车重心安全范围,提出了根据力矩平衡公式实时计算整机的合重心位置的方法;根据臂架姿态可计算某几节臂的合重心坐标,通过合重心坐标与动臂铰点坐标比较,从而制定出对应臂架的动作限制策略,确保臂架动作安全.     

金刚石纤维砂轮的制备及磨削表面质量研究

提出和制备一种新型结构的金刚石纤维砂轮。利用粉末注射成形技术和真空钎焊技术制备出长径比大、金刚石把持力大的金刚石纤维,通过在砂轮胎体材料中添加造孔剂引入多孔隙结构以提高容屑空间,将金刚石纤维在砂轮胎体材料中进行有序排布,对砂轮胎体材料进行热压成形制备出新型金刚石纤维砂轮。新型金刚石纤维砂轮制备后,开展其与普通树脂结合剂金刚石砂轮在相同试验条件下的磨削表面质量研究。试验结果表明:金刚石纤维砂轮磨削表面质量优于普通树脂结合剂砂轮,加工表面完整性较好,宏观裂纹和表面损伤相对较少;当进给速度为40 mm/s,磨削深度为40μm时,金刚石纤维砂轮磨削表面粗糙度为0.52μm,比普通树脂结合剂砂轮的磨削表面粗糙度降低了20%;相同试验条件下,新型金刚石纤维砂轮的磨削表面残余应力下降了8%~12%,金刚石在磨削过程中主要经历了完整、小块破碎、大块破碎、磨耗等正常磨损形式,其具有较长的使用寿命。