超高速面铣淬硬钢涂层刀具切削性能研究

为探索超高速切削条件下涂层硬质合金刀具的切削性能,进行了超高速面铣淬硬钢实验,研究了切屑成形、切削力、刀具磨损以及表面粗糙度的特点。研究结果表明:在切削速度为2 800 m/min时,部分切屑出现了锯齿分离的现象;而在切削速度为2 000 m/min时,开始出现球状切屑;这两种切屑形态分别表征了超高速切削条件下高强度的热、机械冲击以及极高的切削温度;切削力及工件表面粗糙度均随切削速度的升高呈先下降后上升的趋势,并在切削速度为1 500m/min时达到最小值;超高速切削条件下,极高的切削温度导致刀具材料力学性能下降,刀具后刀面的主要失效机理为磨粒磨损、黏结磨损和氧化磨损。由于高强度的热、机械冲击,刀具前刀面的主要失效机理为涂层剥落。     

一种新型圆锥变幅杆的节点设计与试验分析

为了解决传统超声加工系统中谐振频率飘移及能量损失的问题,基于变截面杆纵振波动方程,在考虑固定件——法兰盘外观尺寸的前提下,首先建立一种新型圆锥变幅杆的节点计算公式,避免了传统超声加工系统设计时因不考虑连接处尺寸而造成系统变幅杆节点实际位置与理论计算不重合的问题,为超声振动系统稳定加工提供一定的理论支撑;其次,基于所建立的新型节点计算公式,分析法兰盘外观尺寸变化对节点位置的影响;最后,进行振动性能试验和有限元仿真验证。结果表明,与传统变幅杆设计理论相比,基于新型变幅杆节点计算公式所设计的变幅杆谐振频率更接近于设计频率,放大系数更大,振动效果更佳,证明基于该理论所设计的声学系统较为可靠。     

基于大型构件的液压爬行系统可重构性设计与研究

液压系统因传递运动均匀平稳、结构紧凑、惯性小及易于实现自动化等特点,广泛应用于大型构件的平移工程.为了解决现代化施工需求的多样性,提出系统可重构设计方法,通过对可重构模块的标准化、集成化、小型化设计,以及通信和控制系统的研究,实现可根据不同工作条件和工作环境进行重构的大型构件平移系统设计.     

声悬浮无容器处理的实验研究及数值模拟分析

介绍了一种自行研制的单轴式超声悬浮装置，用此装置实现了密度为7．9g／cm。钢球的稳定悬浮，并采用有限元方法对声场进行了数值模拟，分析了试验中常见的小球沿凹球面壁运动的现象，为进一步研究声悬浮的稳定性打下一定的理论基础。     

金刚石飞切单晶硅的切削力模型及试验研究

首先对金刚石飞切单晶硅的加工特点进行分析,建立了未变形切屑厚度模型及材料去除类型的理论判定条件;然后推导出了适合金刚石飞切加工特点和单晶硅材料特性的数学预测模型;最后进行了切削力正交试验,并通过切削力试验值与模型计算值对比验证了切削力模型的合理性。同时根据试验结果总结了各主要加工参数（切深ap、进给量f、主轴转速n）及其产生的最大未变形切屑厚度hmax对切削力的影响规律。     

基于虚拟仪器的电液比例流星阀的特性分析

在液压元件性能测试中，电液比例阀的测试比较困难，目前主要依靠人工检测，操作复杂，测试效率低，误差大。随着CAT技术的发展，液压测试技术与虚拟仪器技术的有效结合，促使液压测试技术有了很大的进步。由学校提供的项目资金对过去的手动测试试验台进行改造，完成了电液比例流量阀的特性分析。     

TC4钛合金纵扭超声磨削力热耦合模型及其试验研究

为探究TC4钛合金纵扭超声磨削过程中的力热耦合机理,基于TC4钛合金纵扭超声磨削的磨削力模型、工件表面平均温度模型、质量热容计算表达式建立了其力热耦合模型,并对力热耦合作用下TC4钛合金纵扭超声单颗磨粒去除过程进行有限元仿真,分析磨削力、磨削温度的相互影响特性。理论与仿真研究发现,磨削区剧烈的温升会降低钛合金抵抗塑性变形的能力,抑制磨削力的增长速率。最后通过TC4钛合金纵扭超声磨削试验进行验证,结果表明,纵扭超声的引入能明显降低磨削力和磨削温度,磨削力和磨削温度的降低幅度分别达到19.39%和12.41%;磨削温度随着磨削深度、砂轮转速和工件进给速度的增大而升高,且随着磨削温度的升高磨削力增长趋势变缓;磨削力和磨削热的减小使工件表面塑性变形和犁沟两侧的塑性隆起高度减小;与普通CBN磨削相比,纵扭超声的引入对表面粗糙度的降低幅度可达到31.21%,在一定范围内增大超声振幅能显著提高加工表面的质量。     

二维超声振动磨削中相邻磨粒运动轨迹对加工过程的影响

充分考虑椭圆超声振动磨削中砂轮参数、加工参数和超声振动参数对相邻磨粒运动轨迹的影响,推导了椭圆振动磨削中相邻磨粒运动轨迹方程,给出了椭圆振动磨削中相邻磨粒间运动轨迹相互作用关系判据。对相邻磨粒切刃间距、相邻磨粒间径向高度差、工件进给速度、砂轮半径和超声振幅等参数对相邻磨粒间运动轨迹的影响进行了仿真分析。     

声悬浮无容器处理的实验研究及有限元分析

利用自行研制的单轴式超声悬浮装置,实现密度为7.9g/cm3钢球的稳定悬浮。通过实验研究不同反射面对声场悬浮性能的影响,分析实验过程中小球沿凹球面壁运动的现象。采用有限元方法对声场进行数值计算和模拟。结果表明,数值分析能很好地解释声悬浮中常见的物理现象,对进一步研究声悬浮的稳定性和先进材料的无容器处理技术有一定的借鉴意义。     

横向滚花装配凸轮轴连接强度理论分析与实验研究

横向滚花凸轮轴各部件的加工工艺参数是影响凸轮轴装配性能的关键要素.为了推导横向滚花连接静扭矩计算公式及与之相关的材料和加工参数,对横向滚花装配凸轮与轴管连接状态和失效形式进行分析.以某汽车发动机凸轮轴为例,根据推导公式和生产经验确定各参数并建立模型,利用ABAQUS软件对凸轮轴装配过程和静态破坏扭矩进行仿真分析;在相同参数下实现凸轮轴的加工与装配,利用扭矩实验平台对装配完成的凸轮轴进行静态扭矩破坏实验.在相同的参数下,理论计算、仿真分析和破坏实验的破坏扭矩分别为406.8,485.96,446.9 N·m,3组数值相差不大.因此,可以采用理论计算结合仿真模拟的方式,确定最优工艺参数组合,并通过实验验证进行新产品设计,从而减少设计工作量和设计成本,缩短产品研发周期.