偏心运动双平面超精研抛圆柱面研究

对偏心运动双平面超精研抛圆柱面的加工技术进行了理论和试验研究。基于几何运动学理论建立了加工系统数学模型,应用速度矢量法求解圆柱工件各运动参数,进而实现了工件圆柱面加工轨迹的仿真,分别分析了工件中心至夹具中心距离与夹具中心至研磨盘中心距离的比值、夹具自转转速与夹具公转转速的比值对加工轨迹形态和轨迹交叉角度的影响规律。在自制试验装置上对轴承钢GCr15圆柱滚子进行了超精研磨和抛光试验,改善了一批工件圆柱面的圆度和表面粗糙度及其偏差。仿真结果和试验结果的比较分析说明,仿真结果可反映实际工件表面微观加工痕迹的相互交叉的几何特征。     

基于6自由度串联机器人的电火花铣削加工轨迹规划及伺服控制策略研究

针对传统电火花铣削加工所存在的灵活性不足和被加工工件尺寸受限等问题，提出了基于6自由度串联机器人的电火花铣削加工方法。基于四元数理论建立了工具电极复杂轨迹规划方法，实现了工具电极变姿态铣削加工。为了解决串联机器人无法满足电火花加工对放电间隙实时调整的快速响应要求，提出了工具电极垂直轨迹回退的伺服控制策略，实现了对加工间隙的快速调整。利用机器人的3个自由度和6个自由度分别开展了工具电极定姿态和变姿态下的电火花铣削加工实验，实验结果表明当工具电极变姿态时，加工过程中工具电极端部与工件表面发生放电，铣削加工轨迹的槽宽略大于工具电极直径，因此工具电极变姿态电火花铣削加工曲面工件时精度和效率更高。最后，在半球形工件上实现了电火花铣削加工三种复杂轨迹，验证了基于6自由度串联机器人电火花铣削加工技术的可行性和有效性，具有很大的市场应用潜力。     

混粉电火花加工Ti-6Al-4V钛合金表面强化研究

以石墨为工具电极,在精密电火花成型机床上进行混粉电火花加工,对Ti-6Al-4V钛合金表面进行强化处理。利用TR200手持式粗糙度仪对传统电火花加工和混粉电火花加工的表面进行粗糙度的测量,并利用SEM、XRD等研究混粉电火花加工参数对加工表面层的影响。在MMU-10G型摩擦磨损试验机上对基体表面、普通电火花加工工件及磁力搅拌混粉电火花加工工件表面进行摩擦磨损试验。磁力搅拌混粉电火花加工使得工件表面的粗糙度降低且随着峰值电流和脉冲宽度的增大而增大,提高了工件表面质量。随着峰值电流和脉冲宽度的增大强化层越均匀、致密性越好且强化层越厚。工件表面还生成了TiC硬质合金相使工件表面耐磨性得到提高,工件表面性能显著改善。混粉电火花加工后工件表面得到强化。     

刀具织构对表面粗糙度的影响

利用激光加工技术在刀具主后刀面上加工出微凹坑织构,对比分析普通刀具和织构刀具在不同转速条件下分别切削45#钢后工件表面的粗糙度,微织构刀具加工的工件表面粗糙度变化小,证明微织构刀具可以提高工件表面的加工质量.     

微小型车铣加工表面粗糙度正交试验研究

铣车转速比、工件转速、轴向进给量以及切削深度是车铣加工中相对独立的四个重要切削参数.运用正交试验法研究微小型零件车铣加工表面粗糙度与上述四因素的关系.试验数据分析结果表明,该四因素对表面粗糙度的影响程度从大到小依次为:铣车转速比、轴向进给量、工件转速、切削深度.而且转速比的提高对粗糙度值的影响是单调的,转速比越高粗糙度越低.这一结论也与单因素试验结果相吻合.由试验结果分析还得到各切削参数的优化匹配关系.     

摇摆式圆盘研磨机研磨轨迹型态的研究

研磨是使用研具和游离磨料进行微量加工的工艺方法,研磨运动轨迹是保证工件表面被均匀地切削,获得良好加工质量的决定性因素.本文介绍了摇摆式圆盘研磨机研磨轨迹模型和实验仿真情况,实验结果表明:当转速比越不规则或越接近除不尽时,研磨轨迹的分布越致密;且轨迹在加工面中心呈集中的趋势,使工件加工面中心处有凹陷的现象.     

基于动力学响应的球头刀五轴铣削表面形貌仿真

针对自由曲面球头刀五轴铣削中刀具与工件复杂的位姿关系,利用球头铣削刃的三维次摆线轨迹,提出一种在工件表面等距离间隔缓存残留高度、在刀具端等时间间隔缓存振动响应的双缓存离散机制,分别实现五轴铣削中的名义加工表面形貌建模与系统动态响应轨迹仿真。在此基础上,以切削刃经过工件表面残留区域的时间信息为纽带,利用系统瞬时动态位移响应的插值信息对已加工表面法向残留高度进行修正,建立考虑铣削系统动力学响应的已加工表面形貌预测模型。以变切深、变转速、恒定的刀具倾角与每齿进给量所进行的验证试验表明,提出的球头刀五轴铣削表面形貌建模方法可有效预测颤振工况与稳定铣削工况的加工表面形貌与纹理特征。     

单点切削IG6硫系玻璃的表面质量研究

金刚石单点切削是加工硫系玻璃工件的重要方式之一,在球面以及非球面玻璃的加工中被广泛应用.本文主要研究切削IG6硫系玻璃时切削参数与表面粗糙度的关系,进行三因素三水平的试验优化分析.结果表明:进给量越大,硫系玻璃工件表面的粗糙度越大;转速越快,硫系玻璃工件表面的粗糙度越小;背吃刀量对硫系玻璃工件表面粗糙度的影响较小.在进...     

主轴式滚磨光整加工参数对加工效果的影响

为确定立式主轴式滚磨光整加工过程中滚抛磨块尺寸、加工位置以及接触力大小对于工件表面加工效果的影响。采用不同尺寸的球形磨块对(34×20)mm不锈钢直角钢片进行加工,以加工后工件表面的平均粗糙度值以及工件表面加工纹理作为评价指标,探讨磨块尺寸、工件装夹位置以及工件所受接触力与加工效果之间的关系。实验结果表明:磨块尺寸D=3mm或D=4mm明显优于D4mm时的加工效果,使用3mm或4mm磨块加工工件,可使工件表面平均粗糙度降低到0.254um左右,当工件中心距离滚桶底部z=75mm时,表面均匀性最好;z=55mm时,表面均匀性次之;z=65mm时,工件表面划痕仍然可见;随着磨块尺寸的增加以及加工深度的增加,接触力大小越来越大,磨块尺寸、加工位置及接触力大小对于加工效果均有显著影响。磨块尺寸越小,加工效果越好;工件位于距离填充磨块表面中上部时,加工效果最好;工件加工效果受接触力大小影响,但不成比例关系。     

异种材料微尺度铣削力试验与对比分析

在传统切削研究中,工件材料通常是均匀和各向同性的,但当切削过程从宏观尺度变化到介、微观尺度时,微铣削加工中起主要作用的因素与宏观铣削加工相比有很大不同。因此,微细铣削的研究必须考虑工件材料的影响。本文从理论上对螺旋微立铣刀受到的铣削力机理进行了分析,采用试验方法对微铣削不同工件材料时的微铣削力进行对比研究。在微铣削加工中,切削力随着微刀刃切入角度的变化而变化,其中微切削力的计算采用平均力。试验考虑主轴转速n、进给速度Vf、轴向切深ap以及不同工件材料对微切削力的影响,工件材料选择铝合金5083-O和6082-T6、钛合金Ti6Al4V、45钢、不锈钢304、工具钢SKH-9。试验结果表明:微铣削加工过程中的微切削力受铣削参数和加工材料影响,其中硬度、塑性越大的材料,切削力越大,材料的导热率越小,其微切削力越小。     

The lubrication mechanism in low speed plastic deformation with a synthetic lubricant — infiltration of lubricant into the boundary contact region

To investigate and evaluate the micro-pool mechanism in a mixed lubrication regime using polybutene lubricants, experiments were performed using 1 mm brass sheet, for various surface rough nesses of a work piece and die, lubricant viscosities and extrusion speeds. Systematic study showed that (1) the lower viscosity lubricant is easily squeezed out from the micro-pools into the flat are a through the troughs between the tool and work piece caused by plastic deformation of work piece, and (2) with decrease in lubricant viscosity and speed, or the larger the tool surface roughness becomes, the more lubricant infiltrates into the tool-work piece interface, which reduces the actual friction coefficient.     

高速逆向车削细长轴

本文对加工细长轴正向切削和逆向切削时的受力和变形进行了分析，建立了在切削力作用下发生弯曲变形的力学模型，并对机床——工件——刀具组成的工艺系统进行综合优化组合，得出高速逆向切削细长轴可以提高轴的刚性，减少其弯曲变形，保证轴的加工精度的结论。     

数控曲轴连杆轴颈车床夹具的改进设计

针对CK43140/6m数控曲轴连杆轴颈车床夹具在对工件进行角度调整时,存在费时、费力的问题,对其进行了改进设计,使其达到在调整工件时,旋转轻松方便的目的,设计了夹具的托起方式。实践证明,此结构简单实用,具有通用性。可减轻操作者的劳动强度,提高生产率的要求,具有一定的参考价值。     

双偏心液压缸驱动隧道掘进机的计算机监控系统设计

结合双偏心液压缸驱动隧道掘进机的研究与试验,选择系统的工作压力、流量、刀盘的转速转角、扭矩及功率作为监控参数.选用相应的传感器及工业控制计算机组建了计算机实时监控系统,并编制了相应的监控软件.该系统实现了监测数据的实时采集与分析,对所设计的隧道掘进机的实验和性能分析具有重要作用.     

强化研磨喷射角度对轴承套圈加工质量的影响

强化研磨是一种新型轴承强化加工方法,集合了强化塑性、研磨微切削以及摩擦化学加工技术。在额定转速时对喷射角度进行单一变量试验,检测轴承套圈内圈沟道表面粗糙度与硬度的变化,分析喷射角度对加工质量的影响及作用机制,并探讨粗糙度与硬度的分布均匀性,以提高加工质量。     

风力发电机组变桨系统的设计

为了解决风力发电机组在复杂多变的风况下,能够基本保持其发电机稳定运转的问题,将PLC、变频器技术应用到风力发电机的变桨系统中。开展了变桨系统自动控制的分析,建立了PLC、变频器和变桨电机之间的关系,利用PLC及PLC的模拟量输入模块对风电场自然风风速以及风力发电机组3片桨叶的桨距角度进行了数据信息的采集,并自动进行了内部数据的处理;然后再通过对变频器的输出控制进而控制变桨电机的工作状态,使3片桨叶旋转到与自然风风速相对应的桨距角度。在发电机能自动保持稳定运转的基础上,对其性能进行了评价。分析和验证结果表明,该系统实现了对风力发电机组变桨系统的自动控制。     

基于SOPC技术的视频图像处理系统研究

视频图像处理系统从最早期的以模拟系统为主逐步向数字化转变,而目前常用的用数字信号处理专用芯片(digital signal processor,DSP)做处理器的数字视频图像处理系统在高速信号实时处理中难以达到要求,系统可靠性低;相对而言,FPGA用于实时图像处理,在速度上具有很大的优势,其内部自身结构易于实现分布式的算法结构,使得各功能块可以同时工作,更有利于高速数字信号处理。FPGA(现场可编程门阵列)设计技术将尽可能大而完整的电路系统在单一SOPC(片上可编程系统)中实现,从而使得所设计的电路在规模、可靠性、开发成本、产品维护和硬件升级等多方面实现最优化。     

准双曲面齿轮数控加工的坐标变换

分析了机械摇台式机床和数控铣齿机床的结构模型并建立相应机床坐标系。在保证摇台式机床刀具和工件的相对运动和相对位置关系不变的前提下,利用坐标变换原理,推导出数控铣齿机床加工瞬时的运动位置函数,便于数控机床的编程加工。     

基于纹理特征的机械零件图像快速匹配方法

为了实现机械零件图像的匹配,同时保证具有较高的计算速度,提出了一种针对条形纹理表面工件的匹配方法。首先,在工件图像中取若干圆形区域（称为纹理圆）,通过纹理圆的统计特征来计算．工件表面纹理方向,确定2幅匹配图像间的大致角度差。然后根据角度差旋转其中1幅图像,保证了2幅图像角度差在相关系数法作用范围内。最后用相关系数法对2幅图像进行灰度特征匹配。实验结果表明：基于纹理特征的机械零件图像匹配,解决了条形纹理表面工件图像匹配问题,同时具有较高的计算速度。     

Cutting tool condition monitoring by analyzing surface roughness,work piece vibration and volume of metal removed for AISI 1040 steel in boring

The vibration is one of the intensive problems in boring process. Machining and tool wear are affected more by vibration of tool due to length of boring bar. The present work is to estimate the effect of cutting parameters on work piece vibration, roughness on machined surface and volume of metal removed in boring of steel (AISI1040). A laser Doppler vibrometer (LDV) was used for online data acquisition and a high-speed FFT analyzer used to process the AOE signals for work piece vibration. A design of experiments was prepared with eight experiments with two levels of cutting parameters such as spindle rotational speed, feed rate and tool nose radius. Taguchi method has been used to optimize the cutting parameters and a multiple regression analysis is done to obtain the empirical relation of Tool life with roughness of machined surface, volume of metal removed and amplitude of work piece vibrations.