TC4切削动态特性及粗糙度形成动力学机理研究

为提高钛合金切削表面质量,通过动力学建模及试验研究,探索钛合金切削加工系统的动态特性及表面粗糙度形成动力学机理.建立单自由度刀具-工件振动系统动力学模型,研究刀具振动的动态特性,在无心车床上进行试验验证,采集刀尖振动加速度信号并测量表面粗糙度,用小波包分解加速度信号进行分析和处理.结果表明:刀尖振动加速度和位移振幅随进给速度增大而增大;加速度振动信号小波包分解后的各小波包能量较低,反映表面粗糙度也较低;刀尖振动信号中高频部分小波包的能量相对波动与表面粗糙度变化趋势相同,能量相对波动越大,表面粗糙度越大.     

纳米尺度切削单晶锗裂纹萌生研究

为提高单晶锗表面加工质量,抑制裂纹产生,采用分子动力学仿真方法,模拟不同切削深度、不同刀尖圆弧半径和不同刀具前角下单晶锗的切削过程,分析切削过程中裂纹萌生的原因及影响因素,提出突出变形区域,计算该区域附近应力变化,并用刻划试验对仿真结果进行验证。结果表明:当切削深度一定时,出现突出变形区,且该区域的原子间距变大,原子堆积体积膨胀,与切削方向垂直的竖直方向为拉伸应力,在其作用下,突出变形区附近的材料产生微小裂纹,形成裂纹萌生区。其他切削条件不变,适当增大刀尖圆弧半径和刀具的负前角有助于抑制突出变形区的产生,减小竖直方向的拉应力,抑制微裂纹萌生。     

数控机床切割补偿计算方法

本文根据工件廓形，切割方向，补偿方向，刀具半径四个参数，导出了工件廓线分别为线段和圆弧时的切割切偿值的一般计算公式，同时对参数取特殊值的各种情形进行了讨论。文章最后探讨了补偿线之间的连接问题。     

自动铣削的动态仿真分析

自动铣削动态仿真的视向离散法,将刀具和工件离散成沿视线方向的直线段,并用刀具直线段剪裁工件直线段以反映切削效果,但仿真结果不具连续性.改进为三角片离散法,即将工件上表面离散为均匀点并将其连为三角片矩阵,程序运行时按刀具路径修改工件上表面点阵高度,再实感渲染动态仿真,解决了加工中多种误差的测量问题.     

超声椭圆振动切削轨迹变化对表面形貌的影响

通过改变刀尖振幅和相位差,研究超声椭圆振动切削过程中刀尖轨迹变化的运动特性。分析椭圆振动切削轨迹形状和轨迹偏转变化对加工表面形貌的影响,建立椭圆振动切削轨迹变化切削方向残余高度模型;利用研制的导波传输超声椭圆振动切削装置,改变相位差实现椭圆振动切削轨迹精准控制,分析对其加工表面质量的影响。实验结果表明：椭圆振动切削轨迹变化同时引起的切削方向残余高度和刀具动态角变化是影响加工表面质量的重要因素;在超声椭圆振动切削加工中存在一个相位差值,对抑制毛刺和崩边、提高加工表面质量具有最佳的效果。     

基于神经网络的薄壁件加工变形预测方法

在薄壁件的切削加工过程中,刀具几何结构是产生工件变形的重要因素之一。刀具单一角度所引起的工件变形规律可以很方便地通过有限元方法获得,但是,若同时考虑刀具多个角度的影响,仅仅利用有限元方法很难揭示多种工况与工件变形之间的关系。为此,针对薄壁件的铣削加工建立了三维有限元分析模型,通过实验数据与仿真值的比较验证有限元分析模型的有效性,以便利用有限元分析模型获取神经网络的训练样本;借助神经网络的非线性映射能力,通过有限的训练样本构建工件变形预测模型;将预测值与相应的有限元仿真值进行比较,结果表明预测误差在3%以内,进一步验证了建立的工件变形预测模型具有合理性。     

数控雕铣床加工中对刀仪的应用

介绍数控雕铣床加工中对刀仪的应用.对刀仪在加工前应固定于光滑的机床工作台面上,然后进入CNC的手动方式,使刀具接近对刀仪.接着进入数控系统的对刀模式,在刀尖碰到对刀仪后,系统检测到该时间垂向轴机床坐标值,并记入对刀参数中;下次重新对刀检测到的机床坐标后,将自动与参数中的坐标值进行比较,并存入刀具参数中.     

国外刀具材料的发展趋势

在现代机械制造业中,有一半以上的零件需要进行切削加工。未来,切削加工仍将是最重要的加工方法之一。切削加工的进步有赖于机床、刀具和测量技术的改进和革新。而刀具的发展是最活跃的因素,它对机床的变革起到重要作用。刀具材料的进展,使金属切削速度每10年就提高10倍。在实现高速切削加工的过程中,机床固然重要(每台价值5～10万美元),然而若无刀具的配合(每个刀片只值5美元),机床的效能就难以发挥。因此,改进刀具是     

圆环面铣刀高速铣削S50C模具钢的工艺参数研究

为了探究高速铣削过程中工艺参数对表面粗糙度的影响规律,采用多因素正交试验方法对常用模具钢S50C进行高速铣削试验,测量了使用圆环面铣刀铣削加工时不同主轴转速、进给速度、切削深度、切削行距、刀具倾角下加工工件的表面粗糙度,利用人工神经网络结合遗传算法建立了表面粗糙度预测与工艺参数优选模型,并且对模型的有效性进行了验证。结果表明,此方法可以用于切削加工前表面粗糙度的预测与工艺参数的优选,同时也为其他材料加工工艺参数的研究提供了方法。     

V形轮廓零件的普通镗刀数控加工

数控加工V形轮廓零件时,刀具中心轨迹应偏离工件轮廓一个刀具半径,构成V字形.根据普通镗刀自身特征,在刀具中心轨迹上取若干点,用镗孔方式完成其加工.当刀具在斜面上连续两次下刀时,刀具轮廓间会产生一个残留的凸台,而随着镗削点个数的增加,凸台高度会逐渐减小,直到满足所需技术要求.     

微动工作台线性化精度评价方法研究

并联徼动工作台广泛应用于高精度场合。目前,微动工作台还沿用传统并联机构的精度分析方法,这些方法在应用中无法全面定量地反映出微动工作台的精度,因此有必要对其精度分析和评价方法进行研究。具体以一种六自由度微动工作台为例,利用微分方法得到了输入输出位姿的显示雅克比矩阵,并对线性化方法的精度进行验证。提出了精度系数的概念,利用精度系数判断机器人在应用范围内各种条件下是否会影响其运动精度。误差仿真算例显示该方法是可行的。     

直线包络方法加工凸曲线回转工件的数学模型与效率研究

凸曲线回转工件广泛应用于航空航天等领域,它要求较高的精度和表面质量。传统的轨迹磨削成形方法不仅精度不高凸曲线回转工件广泛应用于航空航天等领域,它要求较高的精度和表面质量。传统的轨迹磨削成形方法不仅精度不高而且效率较低无法满足高效精密加工的需求。介绍了加工凸曲线回转工件的直线包络方法和其实现方式。在分析其成形机理的基础上提出了适合这种成形方法的基于等残留高度的刀触点计算模型,并在达到相同最大残留高度条件下对直线包络方法和轨迹成形方法进行了效率比较,得出当工件截面凸曲线曲率半径较大时,直线包络方法的加工效率要比轨迹成形方法提高3~4倍左右。     

基于FLUENT软件和内弹道模型双向耦合的超高射频火炮发射过程模拟

弹头阻力计算的准确性直接决定了超高射频火炮内弹道数值模拟的准确性。为了提高超高射频火炮内弹道过程数值模拟的准确性,利用二次开发工具UDF将FLUENT软件和经典内弹道（CIB）模型双向耦合计算超高射频火炮弹前流场,得到了超高射频火炮发射过程中第2发弹丸的弹头阻力,分析了不同射击频率下弹头阻力的变化规律。结果表明：FLUENT-CIB模型双向耦合计算能够得到弹前身管内火药气体各个时刻的流场分布,提高了弹头阻力计算的准确性;弹头阻力在弹丸启动后很快由减小变成增大,增大到某个极大值后又逐渐减小,直到弹丸出炮口,这个变化规律在不同射击频率下普遍存在;射频降低,在弹丸运动前期弹头阻力增幅减小,在弹丸运动后期弹头阻力降幅也减小。弹头阻力计算的准确性直接决定了超高射频火炮内弹道数值模拟的准确性。为了提高超高射频火炮内弹道过程数值模拟的准确性,利用二次开发工具UDF将FLUENT软件和经典内弹道（CIB）模型双向耦合计算超高射频火炮弹前流场,得到了超高射频火炮发射过程中第2发弹丸的弹头阻力,分析了不同射击频率下弹头阻力的变化规律。结果表明：FLUENT-CIB模型双向耦合计算能够得到弹前身管内火药气体各个时刻的流场分布,提高了弹头阻力计算的准确性;弹头阻力在弹丸启动后很快由减小变成增大,增大到某个极大值后又逐渐减小,直到弹丸出炮口,这个变化规律在不同射击频率下普遍存在;射频降低,在弹丸运动前期弹头阻力增幅减小,在弹丸运动后期弹头阻力降幅也减小。     

超声振动冲击表面织构方法及试验研究

为提高工件表面微型凹坑织构的面密度和加工效率并实现织构深度的可控性,提出以机床为载体的超声振动冲击表面织构工艺方法,考察不同工艺参数对工件外圆面及端面织构成形和形貌的影响。结果表明:微型工具头在每个振动周期内可分离冲击工件表面并形成具有高面密度的微型凹坑阵列结构,弹性变形使微型凹坑织构深度小于理论计算值;切出织构位置存在凸起,工件表面上的凸起结构处理完成后即可进行减摩和润滑应用。     

尖头刚性钨弹贯穿铝合金靶的数值模拟分析

对具有圆锥形头部的刚性杆式钨弹侵彻和贯穿薄铝靶板进行了有限元数值模拟分析。弹和靶采用两种尺寸:第一种尺寸与实验的弹和靶尺寸相同;第二种尺寸考虑了弹头部锥角的微小变化对其贯穿靶的影响。同时,计及了弹和靶之间的摩擦效应。通过数值模拟,获得了弹体贯穿靶后剩余速度、弹的速度时程曲线和弹头部锥角的变化对其贯穿靶威力的影响。计算结果表明,在同样条件下,弹贯穿靶后剩余速度与已有的结果相吻合,说明本文计算模型是有效和精确的。弹和靶之间的摩擦将降低弹的剩余速度。并且,弹的锥角变小,其侵彻、贯穿靶的威力将有所提高。     

利用AutoCAD与线切割的渐开线花键加工

根据DIN 3960渐开线花键的坐标值,用EXCEL函数功能计算出不同压力角下渐开线的极角和极半径,表示成AutoCAD极坐标并通过样条线工具绘制出渐开线,再用齿顶圆和齿根圆直径截取一段渐开线作为花键齿面,并用分度圆直径绘制出渐开线齿剖面,经镜像和裁剪便可绘制出渐开线齿形.采用AQ550的图形驱动方式通过定义加工类型、割丝半径、工件厚度等生成其线切割加工程序.     

激光跟踪测距方法及其应用的研究

针对大型工件的几何尺寸和形状的测量问题,研究了一种激光跟踪测距方法。由双模热稳频He-Ne激光器产生的双频信号,通过拍波后,以拍波波长作为“光尺”,拍波零点对位确定拍波节点数,以同轴光路组合形成的双频激光干涉测量尾数。跟踪定位采用自适应跟踪,控制跟踪反射镜沿水平轴和垂直轴的转动,定位信号由CCD采集入射光与出射光之间的偏移量。同时,驱动系统带动两个光栅编码盘输出跟踪反射镜转动的水平角度值和垂直角度值,实现空间尺寸测量。研究的激光跟踪测量系统具有抗干扰能力强,跟踪速度快,测量精度高的特点。     

基于统计能量分析法的船艇机舱噪声建模计算

根据统计能量分析法的原理,结合某型军用船艇机舱实际结构建立了机舱的物理及数学模型。运用表面速度振动测量法确定了发动机的输入声功率,采用理论及经验公式讨论了统计能量分析法其它参数确定。将机舱噪声预测值与实验值进行了对比分析,结果表明,预测机舱总声压级为93.8 dB(A),比实测结果低2.9 dB(A)．在315 Hz以上主要频段上,最大误差在4 dB(A)以内,最小达到0.3 dB(A)．预测曲线与实测曲线吻合较好。     

头部和尾舵布局对弹箭俯仰气动特性影响

采用数值模拟的方法并经过风洞实验验证分析了超音速下无翼式布局火箭弹模型俯仰气动特性随头部形状和尾舵面积的变化规律,得出在头部长细比固定不变的条件下选用单锥型弹头较双锥形弹头有更好的稳定性;选用面积大的尾舵具有更好的法向过载和稳定性;为无翼式布局弹箭气动设计提供了依据.