加工沟槽式微热管的微型多齿刀具研究

分别采用GCr15和W18Cr4V微型多齿刀具,利用充液高速钢球旋压技术加工微型圆热管内壁的轴向微沟槽,进行了刀具性能实验,介绍了多齿刀具的齿型对微沟槽形状的影响及刀具位置对沟槽壁面结构和沟槽走向的影响,分析了刀具的磨损和破损特征。实验结果表明:GCr15刀具在加工热管内壁微沟槽时,刀具的失效形式主要是断齿与压溃,且刀具寿命短;W18Cr4V高速钢刀具在加工圆热管内壁微沟槽时,刀具的失效形式主要表现为磨损,但磨损量很小,刀具寿命长。     

刀具表面微织构的设计制造及其对摩擦特性的影响

刀具的损坏形式主要有磨损和破损,研究发现,磨损损坏形式在刀具损坏中的比例高达70%。为了减缓和降低刀具的摩擦强度,延长并提升刀具寿命,本文基于仿生学原理,通过纳秒激光器在刀具表面加工沟槽织构,改变刀具表面的结构和形态。探究激光参数对微织构尺寸和形貌的影响,确定加工微织构的最优激光参数。在此基础上,分析干摩擦条件下不同面积占有率的正弦型沟槽织构刀具在不同载荷和摩擦速度条件下的减摩机理。     

微结构模芯的精密磨削及其在微注塑成形中应用

针对微结构聚合物元器件的批量化生产与制造效率低等问题,采用精密修整成V形尖端的金刚石砂轮,在自润滑性和脱模性良好的钛硅碳陶瓷模芯表面加工制造出形状精度可控的V沟槽阵列结构,然后利用微注塑成形工艺将模芯表面的V沟槽阵列结构一次成形复制到聚合物表面,高效注塑成形制造出倒V形阵列结构的聚合物工件。分析了微模芯的表面加工质量与形状精度,研究了熔体温度、注射速度、保压压力、保压时间等微注塑成形工艺参数对微结构聚合物注塑成形角度偏差和填充率的影响。实验结果表明：通过微细磨削加工技术和微注塑成形工艺可以高效率、高精度地制造出规则整齐的微结构注塑工件,注射速度对微成形角度偏差的影响最大,保压压力对微成形填充率的影响最大,微结构模芯的微细磨削形状精度值为4.05 μm,微成形的最小角度偏差和最大填充率分别为1.47°和99.30%。     

光纤激光加工CVD金刚石微沟槽研究

研究采用光纤激光器对CVD金刚石薄膜表面进行V型沟槽微加工,设计出3种不同截面的微沟槽结构,并分析了脉宽和扫描频次等不同工艺参数对此类微沟槽微观结构的影响规律。研究结果表明:光纤激光加工出的3种V型沟槽微结构与所设计的结构基本一致;V型沟槽宽度与沟槽宽度设计有关,即使增加脉宽,三种V型沟槽都在扫描频次到达5次后槽宽都会饱和;而V型沟槽深度则与设计V型沟槽截面形状、激光扫描频次次数和脉宽有关,对称型截面的沟槽深度比非对称要深,脉宽越大,激光刻蚀反应越激烈,沟槽深度越深,扫描频次次数越多,沟槽深度越深。     

微沟槽热管充液旋压成形实验研究

对微沟槽热管充液旋压成形工艺进行了研究,通过试验对影响充液旋压成形加工的三种关键性因素进行了研究与分析.结果表明,在影响充液旋压加工沟槽式热管的三种因素中,旋压当量直径和刀具与滚珠间相对位置主要影响热管内微沟槽形状和尺寸大小,如槽深、槽宽和深宽比;刀具与滚珠间相对位置和拉伸速度影响充液旋压加工过程中铜管是否被拉断;拉伸速度对热管表面粗糙度影响很大.     

微热管轴向微沟槽高速充液旋压成形实验研究

对铜微热管内壁轴向微沟槽高速充液旋压成形工艺进行实验研究,研究关键工艺参数包括拉管速度、旋压钢球数量、多齿芯头位置,分析其对微沟槽成形的影响,优化加工工艺参数.通过观察微沟槽横截面显微照片,分析微沟槽旋压成形过程中的塑性变形,初步探讨轴向微沟槽高速充液旋压成形机理.实验结果表明,拉管速度应在48 cm/min～64cm...     

CBN车刀前刀面微沟槽结构磨削及其对干切削温度的影响

车刀前刀面的微沟槽结构可以改善切削性能,但是,超硬的CBN车刀表面微加工极为困难。因此,提出采用微磨削技术在CBN前刀面加工出深度为54μm的微沟槽结构,可实现钢的干切削。采用金属基的#600金刚石砂轮V形尖端沿着与切削刃成不同夹角方向在CBN车刀的前刀面上加工出微沟槽结构;通过升温试验分析前刀面温度与车刀尖端温度的相关性;对45钢进行干切削试验,研究微沟槽结构特征和切削条件对干切削温度的影响。结果表明,CBN车刀前刀面可被加工出规则和光滑的微沟槽结构。平行微沟槽结构和倾斜微沟槽结构比垂直微沟槽有更快的排热速度,可起到散热作用。前刀面的温度与车刀尖端的温度有极好的相关性,所以它可用于预测干切削的刀尖温度。可以证明,平行微沟槽结构车刀可以比传统平面车刀降低干切削温度约18%。但是,垂直和倾斜微沟槽结构车刀会产生更大的干切削温度,这是因为它们的微沟槽结构改变了切削刃的形状,造成刀具磨损。在较大切除率的干切削中,平行微沟槽结构CBN车刀能够更大幅度地降低刀尖的切削温度,造成非常小的刀具磨损。.     

微织构(W,Mo)C基刀具和YG8刀具对钛合金干切削性能的影响

刀具切削钛合金时存在切削温度高、单位面积上切削力大等问题,微织构刀具可以有效减小摩擦力,减小切削力。通过正交实验法设计微织构参数,研究微织构参数对Al 2O 3/La 2O 3/(W,Mo)C无黏结相硬质合金刀具以及YG8刀具切削钛合金实验的切削性能影响。实验结果表明,合适参数的沟槽型微织构能有效降低Al 2O 3/La 2O 3/(W,Mo)C无黏结相硬质合金刀具和YG8刀具切削TC4钛合金的切削力,相同沟槽参数下,无黏结相硬质合金刀具的切削力明显低于YG8刀具的切削力;合适参数的沟槽型微织构能有效降低刀具刀屑界面的摩擦系数,相同沟槽参数下,无黏结相硬质合金刀具的摩擦系数大都低于YG8刀具的摩擦系数;沟槽深度10μm、沟槽间距100μm以及沟槽宽度30μm的沟槽参数下,切削钛合金时,无黏结相硬质合金刀具前刀面无明显磨损,后刀面只有边界磨损,YG8刀具发生崩刃,前刀面出现切屑的滞留。     

微铣金属表面微沟槽结构的粗糙度及形貌分析

为了提高和改善微沟槽表面质量,设计了高速微铣削实验,研究了微沟槽底面表面粗糙度和侧壁残留毛刺的变化规律。从理论角度引入了已加工表面的形成机理,建立了微观表面粗糙度理论模型,提出了刀具跳动对侧壁形貌变化影响的规律。利用三轴联动精密微细铣削机床加工微细直沟槽,并选取主轴转速、轴向切深、进给速度、刀具跳动量和材料组织结构为研究因素。采用多因素正交实验和极差分析法,对表面粗糙度值进行数值分析。铝合金,钢和钛合金三类微沟槽底面对应的最佳表面粗糙度值变化范围分别为1.073~1.481 μm,0.485~0.883 μm,0.235~0.267 μm;无刀具跳动钛合金微沟槽壁毛刺的最大高度为7.637 μm,而当刀具存在0.3 μm的径向综合跳动量时对应的微槽壁毛刺的最大高度为21.79 μm。铣削参数对表面粗糙度值的影响按从大到小依次为进给速度、主轴转速、轴向切深,且随着进给速度和轴向切深的增大,表面粗糙度值增大;随着主轴转速的增大,表面粗糙度值先减小后增大;在相同加工条件下,若微圆弧刀刃无磨损,微刀具的跳动量对微直沟槽侧壁表面质量有较大影响。同时,不同金属材料特性也是影响微沟槽表面质量的潜在因素。     

微沟槽热管旋压成形及其传热性能研究

对管内微沟槽高速充液旋压成形工艺和传热性能进行了实验研究,研究了加工工艺参数包括拉管速度和旋压钢球数量对微沟槽成形的影响,并测试微沟槽热管的启动性能和极限功率等。同时分析了沟槽横截表面形貌。实验研究表明,随着拉管速度越大,微沟槽槽高逐渐减小;旋压球数量越多,沟槽质量更好;微沟槽热管的启动性能和均温性能良好。     

关于里巴斯绳槽的加工方法

介绍折线绳槽卷绕技术的起源、及钻机绞车滚筒绳槽的制造现状.针对里巴斯(LEBUS)绳槽的特点,说明了加工里巴斯绳槽的机床设计、加工里巴斯绳槽的工艺方法、加工绳槽的几种实用加工程序及编程技巧,该方法成功地解决了钻机上各种LEBUS绳槽整体车削的加工难题,提高了绳槽的加工精度,满足钻机的工作要求并延长设备的使用寿命.     

钛合金深窄槽可控振动辅助电解加工试验研究

为提高TB6钛合金深窄槽电解加工精度,基于电场仿真分析方法,研究了不同加工方式深窄槽侧壁电流密度和电化学溶解速度分布规律,并采用工艺试验方法对持续进给、振动进给、脉冲与振动耦合3种加工方式进行对比研究。试验结果表明：振动频率和持续进给速度固定时,提高振幅能够显著降低槽宽标准差,提高深窄槽加工一致性;持续进给速度相同时,脉冲与振动耦合的平均槽宽和槽宽标准差均较小,加工精度更高。采用脉冲与振动耦合加工方式,深窄槽入口处平均槽宽为2.62 mm,沿深度方向平均槽宽为2.73 mm,入口处槽宽标准差为0.05 mm,沿深度方向槽宽标准差为0.03 mm。     

新型螺旋槽干气密封流固耦合分析*

传统螺旋槽在背风口处有一处明显的低压区,影响螺旋槽的密封性能。为提高传统螺旋槽的密封性能,在传统螺旋槽的基础上提出一种新型螺旋槽结构。该槽型在传统螺旋槽的背风处一侧并列了一个槽根半径不同短槽,且两槽的槽深相等,形成一个槽根较长的新型螺旋槽结构。通过建立传统螺旋槽与新型螺旋槽的几何模型,利用ANSYS仿真软件对2种槽型进行数值模拟。结果表明,新型螺旋槽的开启力、泄漏量及刚度等干气密封性能均优于传统螺旋槽。对流固耦合下的密封环进行应力、变形分析,对比2种槽型密封环在相同操作参数下的流固耦合应力、变形等的差异。计算结果表明：随着转速与入口压力的增加,2种槽型的动、静环最大应力、变形量均呈现上升趋势,且动环的最大应力、变形量始终大于静环,新型螺旋槽的最大应力、变形量始终大于传统螺旋槽。     

硬质合金导线轮环槽静液脉冲电解加工

以硬质合金为研究对象 ,在静止的电解液中 ,采用工件旋转与施加脉冲电流相结合的方法加工微型环槽 ,简化了工具电极及电解装置 ,获得了较好的加工质量 ,并对加工过程进行了分析。     

用于复杂深孔内螺旋曲面加工的拉刀设计方法

对复杂深孔内螺旋曲面进行高精度和高效率加工是复杂深孔加工领域研究的热点问题之一。针对深孔内螺旋曲面加工尚需解决的关键技术建立一种通用的螺旋曲面线型数学模型,为刀具精确设计提供理论计算依据。提出了深孔内螺旋曲面拉削加工方案并进行了拉刀的三维建模,分析论述的复杂深孔内螺旋曲面拉刀设计流程和实例对于成套拉刀设计有参考指导意义。     

双列深沟球轴承内圈两沟道间距尺寸测量方法的改进

通常双列深沟球轴承内圈两沟道间距尺寸是采用沟间距样板测量,该样板只能定性判断两沟道间距尺寸合格与否,不能定量测量。采用百分表结构的测量方式后,能准确测出两沟道间距尺寸的实际值,提高了测量精度,且该测量装置的通用性强。     

新型涡流槽密封泄漏特性与动力特性研究

提出一种密封入口周向均匀设置有涡流槽的新型密封结构,建立了传统迷宫密封与新型涡流槽密封泄漏特性及动力特性求解模型,在实验验证数值计算方法准确性的基础上,通过比较分析了传统迷宫密封与新型涡流槽密封在不同进出口压比、预旋比工况下的泄漏特性与动力特性,研究了新型涡流槽结构对密封泄漏特性及动力特性的影响机理。研究结果表明：随着涡流槽数量的增加,涡流槽密封的泄漏量逐渐降低;在同一压比下,不同涡流槽数新型密封的泄漏量之间差值随着压比的增大而增大。当压比为6时,64涡流槽的新型密封较传统迷宫密封,泄漏量下降了3.37%;在高预旋比的工况下,不同涡流槽数量密封的切向气流力均与转子涡动方向相反,起到抑制转子涡动的作用,且随着涡流槽数量的增加,切向气流力也随着增大;随着转子涡动频率的增大,三种不同涡流槽数量密封的交叉刚度先减小到负值然后增大到正值。涡流槽密封的有效阻尼均高于传统迷宫密封,新型涡流槽密封可以提高转子系统的稳定性。     

A Semi-Analytical Model of Spiral-Groove Face Seals: Correction and Extension

This article presents a semi-analytical model of spiral-groove face seals. Based on Muijderman's spiral-groove bearing theory for parallel faces, a one-dimensional radial discretization method is proposed to process the radial variations of different parameters of face seals. For each discrete element, the geometric parameters of the faces (e.g., film thickness, groove shape) and the physical parameters of the lubricant (e.g., density, viscosity) can be assigned to reflect the radial nonuniformity of these parameters. Furthermore, a correction of the end effect is introduced to improve the model's precision. Errors in this model under various operating conditions and with different design parameters are analyzed by comparison with the traditional one-dimensional difference model and the two-dimensional numerical model. The calculation results indicate that the proposed model is more accurate than the traditional one-dimensional difference model under various conditions. Furthermore, it is shown that the proposed model could be applied to the analysis and design of face seals with different types of grooves and lubricants as well as different radial nonuniformities in their geometric and physical parameters. These extended applications of the proposed model could provide good approximations to the two-dimensional numerical results. This semi-analytical model has the benefits of an analytical method (e.g., simple preprocessing, high efficiency, and the ability to manage large-scale parameter optimization) and of a numerical method (e.g., the ability to be applied to extended applications of face seals with shallow grooves).     

油槽设计对滑动轴承泄油量的影响

为了确保支撑部位润滑良好,往往需要在轴或轴承表面设计各种油槽,然而增加油槽会伴随着泄油量的增加,影响其他零部件的润滑。为探讨油槽结构对滑动轴承泄油量的影响,采用不同的油槽结构设计方案设计3种齿轮滑动轴承。将轴承的总泄油分为油槽泄油和间隙泄油两部分,分别采用CFD仿真计算油槽泄油量,采用一维仿真计算间隙泄油量。基于某款轻型柴油机润滑系统的仿真试验,验证了计算方法的有效性。结果表明：无油槽的滑动轴承总泄油量最少,仅增加轴向油槽,轴承的总泄油量略有增加,同时增加轴向和周向油槽,轴承的总泄油量显著增加。对于润滑油总流量较低的轻型发动机,应合理设计滑动轴承的油槽结构,避免因泄油过多导致的润滑油压力不足问题。     

可转位刀片断屑槽几何参数对断屑的影响

断屑技术是现代机械加工,特别是自动化生产中的一项关键技术。采用硬质合金可转位刀片断属槽进行断屑是目前应用最广泛的一种断屑方法。文中对可转位刀片断屑槽几何参数对断屑的影响进行了分析,并指出在不同的加工条件下如何正确选择断屑槽几何参数。