二层沟槽织构对机床导轨表面润滑特性的影响

通过构建二层沟槽织构模型，仿真研究沟槽织构表面的流体动力效应。结果表明：沟槽容积相同时，与单层沟槽相比，二层沟槽的平均油膜压力可以达到单层沟槽的2.31倍；保持二层沟槽的量纲一总深度[β]1、第一层沟槽量纲一宽度[α]1不变时，随着第二层量纲一深度[β]2的增大，平均油膜压力先增大后减小，[β]2为4.4时，平均油膜压力达到最大值；第二层沟槽的量纲一宽度[α]2从0.25增大到0.45时，沟槽内的旋涡区也随之增大，平均油膜压力逐渐减小。     

航空发动机叶片砂带抛光力控制技术

基于制造集成化对航空发动机叶片的抛光要求,针对叶片抛光过程中抛光力的非线性和时变性难以控制等问题,提出一种建立抛光力控制系统数学模型并进行模糊比例-积分-微分控制的方法。研制了砂带抛光施力和运动机构,以气缸和比例阀为主要研究对象,建立抛光力控制系统的数学模型,结合模糊比例-积分-微分控制原理,设计了自适应模糊比例-积分-微分控制器。对抛光力控制系统进行系统仿真与实验验证,结果表明,所采用的模糊比例-积分-微分控制系统具有快速响应性和较强的鲁棒性,可以满足叶片抛光过程中抛光力的控制要求。     

表面织构参数对液压马达滑靴副的摩擦学性能影响研究

目的通过表面织构改善液压马达连杆滑靴副的摩擦学性能。方法首先,基于Reynolds方程研究表面织构参数(直径d、面密度s_p、深度hp)对滑靴副的无量纲压力(P_(av))的影响规律。其次,设计正交试验研究表面织构参数对摩擦系数的影响,分析表面织构的润滑机理。结果 P_(av)随着d的增加而增大;随着s_p的增大,先增加后缓慢减小,当s_p=10%时,Pav达到最大值。此外,随着_hp的增大,P_(av)先增加后快速减小,在h_p=2μm时达到最大值。摩擦实验结果表明,合适的织构参数能有效降低摩擦系数,7#织构表面(d=700μm,s_p=10%,h_p=5μm)的摩擦系数最小为0.034,比无织构表面的降低66%。正交极差分析表明,各因素对摩擦系数影响的主次顺序为:直径面密度深度。摩擦系数随着直径的增大而减小,随着面密度的增大而增大,随着深度的增大而减小。结论经过优选的表面织构参数有利于形成动压润滑,从而降低摩擦系数和磨损。     

大规格齿轮齿向偏差的扫描式集成在机测量方法

提出一种基于扫描式测头的集成在机测量方法。基于多体系统理论,建立机床运动功能模型;依据探针与齿轮齿面的接触关系,应用齐次坐标变换方法建立渐开线螺旋曲面的测量模型;以被测特征廓形创成运动为约束条件,构造齿面被测特征与机床伺服运动之间的映射关系,得到测量齿面被测特征所需的各伺服轴运动量;采用小波变换方法剔除了齿面粗糙度、机床伺服系统振动干扰等各种测量过程中的噪声信号,合理有效地提取被测齿轮齿向线的加工轮廓细节特征。以YK73系列数控成型砂轮磨齿机测量斜齿圆柱齿轮齿向偏差为例,进行了在机测量实验。实验表明,在机测量结果与齿轮量仪的计量结果保持了较好的一致性,验证了本文方法可行有效、精度高。     

叶片数控砂带抛光关键技术研究

基于自主研制的叶片数控砂带抛光机,针对叶片抛光加工的关键技术问题,制作了具有柔性作用的开槽橡胶接触轮,合理布局了砂带缠绕方式,设计了张紧力调节系统,提出了抛光力柔性控制方案.经某型号叶片抛光试验,叶片质量得到较大提高,表面铣削刀痕明显消除,粗糙度可达到0.1μm～0.05μm,效率提高了4 5倍.     

TC4钛合金磨削机理和仿真研究

Ti-6Al-4V(TC4)钛合金属于航空航天构件中广泛应用的难加工的材料,其磨削加工表面质量具有较高的要求,磨具与钛合金表面的接触过程十分复杂.为探索其微观磨粒磨削中的切削力、切削温度、切屑形态等变化,开展TC4钛合金三维单颗磨粒磨削加工机理及仿真技术研究.基于磨削基础理论及钛合金材料性能,分析建立单颗磨粒磨削加工物理运动模型,利用ABAQUS开展磨削参数正交仿真,研究不同磨削线速度、磨削深度及磨粒负前角作用下的磨削动态过程机理.研究结果表明,磨粒负前角γ与磨削深度ap对磨削力和磨削温度具有显著影响,磨粒切入阶段磨削力升高较快,切出阶段磨削力降低变缓;工件磨削温度加速升高,达到峰值后缓慢降低;大负前角作用下,沟槽处材料塑性隆起减小,提高加工表面质量.     

FDM有限元仿真与层间连贯分层复合扫描路径研究

3D打印扫描路径是影响打印质量和效率的重要因素。本文在研究熔融沉积成型（Fused deposition modeling,FDM）打印原理及有限元仿真的基础上，旨在给出一种层间连贯分层复合扫描路径方法。首先分析了往复直线扫描与偏置扫描的工艺特点并提出了层间连贯的分层复合扫描路径；然后采用生死单元技术建立了FDM成形过程有限元模型并进行了实验验证。结合有限元仿真与实验，结果表明，本文所提扫描路径不仅将往复直线扫描和偏置扫描的优势融合，且分层复合的挤出方式增加了打印的连贯性和整体性。     

基于接触轮柔顺度调控的叶片砂带磨削接触特性研究

航空发动机叶片是典型的难加工易变形构件，其加工刚性弱、曲率变化快、壁厚差异大等特点，使其在磨削过程中不同位置加工刚性差异明显，引起接触压力分布、接触面积等状态变化，导致表面加工质量不一致。因此，为实现弱刚性叶片磨削接触状态调控，基于叶片加工工艺特性分析，设计新型柔顺度可控的接触轮，展开接触轮与叶片表面磨削接触特性研究，仿真验证接触轮柔顺度调控的可行性及叶片不同位置接触状态差异性，揭示了不同的接触轮柔顺度对叶片表面磨削接触压力分布、接触法向力、叶片加工变形等状态的影响规律，结合接触轮力-变形曲线说明接触轮的柔顺度特征变化。磨削接触实验表明，接触轮的柔顺度调控对磨削接触特性具有显著影响，接触法向力随柔顺度的增大而减小，降幅最大约为46%，接触轮柔顺度调控对适应弱刚性叶片不同位置加工状态变化、获得均匀一致的加工质量提出了高效可靠的实现方法。     

航发叶片砂碟磨削接触特性及材料去除机理

航空发动机叶片型面曲率复杂变化、薄壁结构加工刚性弱，使其精密磨削接触状态多变、磨具轨迹规划困难，引起加工表面质量一致性差。为实现叶片磨削工艺优化，基于叶片磨削工艺特点分析，开展叶片砂碟磨削工艺接触特性及材料去除机理研究，利用降维法建立砂碟磨削材料去除率理论模型，通过砂碟磨削接触特性以及材料去除过程仿真研究，揭示了砂碟磨削不同工艺参数对叶片法向接触压力分布、等效法向接触压力、接触面积、接触轮变形及材料去除深度的影响规律，结合砂碟磨削工艺试验，对仿真结果进行验证。研究结果表明，砂碟磨削接触倾角与法向接触压力、接触面积呈负相关，与接触轮最大变形量呈正相关，接触倾角从10°增大到30°，本质使磨具更加锋利，材料去除深度峰值增大约59.78%，有效磨削区域显著降低；随着磨削深度从0.1 mm增大至0.3 mm，法向接触压力、接触面积及接触轮最大变形量均增大，有效磨削区域显著增大，材料去除深度峰值增大1.57倍，达到0.188mm；接触倾角与磨削深度是影响砂碟磨削材料去除的主要因素，对获得高质量表面并实现磨削工艺控制具有重要的作用。