金刚石线锯加工表面粗糙度的建模与预测

视线锯的磨粒为圆锥状,考虑磨粒突起高度为正态分布,同时用截断高斯分布模型表示线锯的磨损,根据线锯和工件的相对运动,给出了粗糙度的理论模型和预测方法.此方法通过求得不同突起高度的磨粒残留痕迹的交点,得到加工工件的最终轮廓,从而得到表面粗糙度.实验证明,此方法所得表面粗糙度与实测的表面粗糙度一致.     

环形金刚石线锯切割镍钴合金的试验研究

基于环形电镀金刚石线锯切割硬脆材料的工艺特点,对张紧力、锯丝速度等切削参数进行分析并确定合理的取值范围。通过环形电镀金刚石线锯切割镍钴合金正交试验,为环形电镀金刚石线锯的工艺参数选择提供了一定依据。在测量切割工件表面粗糙度的基础上,分析了锯丝速度、张紧力和进给速度等参数对切割工件表面粗糙度的影响。结果表明:张紧力对粗糙度影响最大,张紧力越大粗糙度越小,但张紧力增大到一定值后其影响变得很小;表面粗糙度随着锯丝速度的提高而下降,但锯丝速度过高会降低锯丝使用寿命;进给速度越小则表面粗糙度越小,但过低的进给速度会降低切割效率。     

离散相磨粒粒径对磨粒流研抛共轨管质量的影响

为研究磨粒粒径对磨粒流研抛质量的影响,以共轨管为研究对象,通过计算模拟不同磨粒粒径下磨粒流的状态,分别从流场动压力、速度场、磨粒的运动轨迹、湍流动能进行不同场的离散相分析。从数值分析可知,随着磨粒粒径增大,动压力、速度和湍流动能降低,磨削效果减弱。对经磨粒流研抛前后的共轨管工件进行了表面粗糙度和表面形貌的检测,测得磨粒流研抛前的表面粗糙度为3.401μm,研抛后的表面粗糙度为1.138μm,从而确认了磨粒流研抛具有内通道结构的工件的有效性,也证实了数值模拟的正确性,为磨粒流研抛技术的发展提供了理论支持。     

金刚石线锯超声振动加工运动学分析

通过理论推导得出了金刚石线锯加工过程的运动方程、速度方程和加速度方程.由运动合成定理及MATLAB仿真分析了线锯上单颗金刚石磨粒的切削状态和运动轨迹,建立了单颗金刚石磨粒与工件的接触模型.指出金刚石线锯超声振动加工具有材料去除率高,表面质量好,可延长工具寿命的特点.     

考虑材料形变的旋风铣削螺纹工件表面粗糙度建模

表面粗糙度对工件的耐磨性、疲劳强度和接触刚度有重要影响,在金属切削过程中,表面粗糙度受到工件材料形变的影响.根据赫兹弹性接触理论,建立工件材料形变的弹性回复高度模型.基于摩擦磨损计算原理,提出工件材料形变的塑性变形高度模型.分析刀具-工件接触运动,建立工件表面的残留高度模型.结合工件材料形变和残留高度的影响,建立滚珠丝杠旋风铣削表面粗糙度理论模型.通过旋风铣削试验验证表面粗糙度模型,结果表明理论模型值与试验值吻合良好.分析切削参数（切削速度、最大切削深度和刀具个数）对表面粗糙度的影响,揭示工件材料形变与表面粗糙度的关系.     

介观尺度下磨料浓度对磨粒流加工质量的影响

选择介观尺度下的粒子作为研究对象,通过设定介观尺度下的磨粒和工件磨削参数,进行了不同磨料浓度对磨粒流加工质量影响的仿真分析和试验研究。从数值模拟和试验研究结果可知:随着磨料浓度的增大,动压力和湍流动能升高,磨削效果增强;试验后的工件经过变焦非接触三维形貌测量和扫描电镜测试也得到了相同的结论,即随着磨料浓度的增大,经过固液两相磨粒流加工后的工件表面粗糙度逐渐降低,小孔质量和工件的使用性能得到提升,工件表面质量提高。     

高速车铣已加工表面粗糙度的理论与实验研究

综合考虑了刀具几何参数、刀具与工件的相对运动以及切削用量对已加工表面轴向残留面积高度的影响,建立了高速正交车铣已加工表面轴向残留面积高度的理论计算模型和计算公式,并据此提出了已加工表面粗糙度理论值的计算方法．实验研究结果表明。理论轴向残留面积高度是影响实际高速正交车铣已加工表面粗糙度的主要因素．     

精车工件表面粗糙度预测系统的开发

开发精车丁件表面粗糙度预测系统．应用模糊自适应BP算法建立一件表面粗糙度与其影响因素之问的关系模型；依据给定的数据样本对模型进行训练，将训练好的网络用于实际的工件表面粗糙度预测；采用VB和MatLab语言相结合的方法开发系统．实现数据采集和神经网络预测功能．实验结果表明．利用该系统进行工件表面的粗糙度预测是切实可行的．     

喷丸处理后6061铝合金工件表面粗糙度的模拟计算及预测

以6061铝合金工件为对象,研究了喷丸对工件表面粗糙度的影响。首先,建立了喷丸有限元仿真模型,分别模拟计算了单丸粒喷丸和多丸粒喷丸后铝合金工件的表面形貌。对应进行了单丸粒喷丸和多丸粒喷丸试验,采用激光共聚焦显微镜获取了喷丸后实际工件的表面形貌,以验证所建立的喷丸有限元仿真模型的有效性。在此基础上,对铝合金工件开展了9组喷丸的正交模拟试验,通过对喷丸表面进行离散计算得到三维粗糙度参数Sq,研究获得工件初始粗糙度、丸粒尺寸、丸粒速度和喷丸覆盖率对工件表面粗糙度的影响规律。采用BP神经网络模型对正交试验结果进行处理,获得铝合金工件喷丸处理后表面粗糙度的预测模型。将预测的经喷丸处理后的工件表面粗糙度与模拟试验的粗糙度数据进行对比可知,两者的平均误差仅为3.46%,预测精度能够满足实际喷丸需要;相应构建了喷丸处理后铝合金工件的表面粗糙度控制图,这对实际喷丸过程中较准确控制工件的表面粗糙度有重要价值。     

标准样块比较法测量表面粗糙度的研究

本文介绍了一种用光纤传感器测量表面粗糙度的新方法。采用此方法,可以消除工件不同材料以及工件表面切削液、不同加工方法的影响,从而为实现表面粗糙度的在线检测提供了一条有效途径。     

喷丸强化对NAK80钢表面完整性的影响

对析出硬化钢NAK80进行喷丸强化处理,测量了不同喷丸强度工艺下喷丸影响层显微硬度、表面残余应力沿层深的分布以及表面粗糙度,并分析了由喷丸引起的微观结构的变化,初步定性探讨了NAK80钢喷丸强化后表面完整性的改善。结果表明,NAK80钢对喷丸强度的要求不同于一般的钢,强度适当的喷丸强化可显著改善其表面完整性,而强度过高时将产生过喷效应,试验测得喷丸强化弧高值为0.40 mm.N时,NAK80钢具有良好的表面完整性能,喷丸影响层厚约为150~200μm。     

正交车铣表面粗糙度预测模型的研究

车铣是近些年来发展起来的先进切削加工技术.采用多元回归正交试验法,进行了正交车铣ZL101铸铝合金的切削试验,确定了正交车铣切削用量与表面粗糙度之间的关系.轴向进给量对表面粗糙度影响最大,铣刀转速和偏心量等因素对表面粗糙度影响次之.通过正交试验法的回归分析原理,建立了表面粗糙度的预测模型,根据统计检验结果表明,所建立的表面粗糙度预测模型呈高度显著检验状态,具有很高的可信度.     

深粗糙度随机粗糙表面光散射特性数值研究

为了研究深粗糙度随机粗糙表面的光散射现象,采用线性滤波法生成高斯分布随机粗糙表面,利用矩量法推导了深粗糙度表面的散射光平均差分散射系数。通过数值计算波长为1.064 μm的S和P线偏振入射光照射下的多组良导体表面的平均差分散射系数,发现结果出现了后向增强峰值和朗伯散射现象。根据散射宽度分布、后向增强峰值、散射峰位置等特征,分析了入射角、表面粗糙度与散射分布之间的关系。结果表明,S和P线偏振入射光良导体表面散射场能量守恒特性不同。     

滤波减速器轮齿表面瞬态微观弹流润滑模型

针对滤波减速器接触齿对多、齿间润滑状况复杂这一问题,建立了滤波减速器轮齿弹流润滑模型.该模型综合考虑了啮合齿对载荷分配、齿面几何间隙以及齿面加工粗糙度等因素,并采用牛顿(有限元)法实现了该润滑模型的完全数值解,得到了齿间油膜厚度、油膜压力沿啮合线的分布规律以及粗糙度对轮齿润滑特性的影响.结果表明:齿间油膜厚度和压力沿着啮合线变化,且存在着振荡和突变现象;加工粗糙度会导致齿面油膜厚度减小,润滑情况变差;正弦波状粗糙度表面的压力、膜厚值接近于真实粗糙度表面,一定程度上可以采用正弦波状粗糙度模拟齿面真实加工粗糙度.     

车铣粗糙度预测模型的建立和分析

车铣加工是近些年来发展起来的先进的切削加工技术之一.采用正交试验法,进行一系列的正交车铣铝合金切削实验,研究车铣切削用量与表面粗糙度之间的变化规律.通过正交试验法的方差分析进一步确定了各因素对表面粗糙度的影响大小的主次顺序,铣刀转速(切削速度)和工件转速对表面粗糙度的影响较大.采用回归分析原理,建立了表面粗糙度的预测模型,统计检验结果表明,所建立的表面粗糙度预测模型呈高度显著检验状态,具有很高的可信度.     

旋涂法制备紫外荧光增强薄膜几种溶剂的比较

紫外荧光增强薄膜是一种有效提高硅基探测器紫外响应效率的荧光增强技术.对于旋涂法制备薄膜来说,溶剂的选择很重要,对使用不同溶剂旋涂制备的薄膜分析其紫外光谱透过率,成膜效果和荧光物质分布.四氢呋喃作为溶剂在旋涂的过程中全部挥发,虽不影响紫外光谱的透过率,但荧光物质的分布和表面粗糙度不理想.硝化棉相比于PMMA(聚二甲基硅氧烷,polydimethylsito xane)和PDMS(聚甲基丙烯酸甲酯,Polymethy Imethacrylate)紫外透过率低.PMMA常温状态下为固体,需要使用氯代烃或者芳烃溶解再旋涂,溶解时间较长且成膜效果不好;PDMS为胶体同荧光物质混合后直接旋涂,再加热80℃固化成膜,成膜效果好表面,粗糙度低,且荧光物质分布均匀.     

Modeling bidirectional reflection distribution function of microscale random rough surfaces

The radiative properties of three different materials surfaces with one-dimensional microscale random roughness were obtained with the finite difference time domain method (FDTD) and near-to-far-field transformation. The surface height conforms to the Gaussian probability density function distribution. Various computational modeling issues that affect the accuracy of the predicted properties were discussed. The results show that, for perfect electric conductor (PEC) surfaces, as the surface roughness increases, the magnitude of the spike reduces and eventually the spike disappears, and also as the ratio of root mean square roughness to the surface correlation distance increases, the retroreflection becomes evident. The predicted values of FDTD solutions are in good agreement with the ray tracing and integral equation solutions. The overall trend of bidirectional reflection distribution function (BRDF) of PEC surfaces and silicon surfaces is the same, but the silicon's is much less than the former's. The BRDF difference from two polarization modes for the gold surfaces is little for smaller wavelength, but it is much larger for the longer wavelength and the FDTD simulation results agree well with the measured data. In terms of PEC surfaces, as the incident angle increases, the reflectivity becomes more specular.     

胶接式气门座铰刀的开发研制

开发研制了一种胶接式气门座铰刀,分析了胶接层厚度、胶接面粗糙度及温度对胶接强度的影响,确定了最佳粘接参数,并用现有刀具与胶接气门座铰刀做了切削试验．结果表明,与焊接气门座铰刀相比,胶接气门座铰刀的切削力更小,刀具寿命更长,且被加工工件的表面粗糙度值更小．     

线接触回转铣削外圆柱表面粗糙度分析

为了分析线接触回转铣削外圆柱工件表面加工质量,运用矢量运算方法建立了线接触回转铣削外圆柱工件运动学模型.根据刀齿包络原理,对工件横截表面理论粗糙度几何学形成机理进行了分析,并仿真了顺、逆铣加工条件下的刀齿轨迹.建立了顺、逆铣加工中线接触铣削外圆柱表面理论粗糙度的计算分析模型,提出了顺、逆铣加工理论粗糙度数值计算方法,并分析了各个加工参数对理论粗糙度的影响.经计算比较,该分析及计算方法能精确反映线接触回转铣削外圆柱工件表面理论粗糙度,为加工参数的计算、选择提供了理论依据.