基于超磁致伸缩材料微进给刀架磁热特性与仿真

超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Material,简写GMM)具有良好的微伸缩特性,开发基于GMM的微进给刀架,可以应用于微细加工领域。由于温度影响GMM棒的磁致伸缩特性,在研究GMM驱动的微进给刀架时,首先需要进行微进给刀架在微驱动过程中的磁热特性分析,分析热对其微进给特性的影响,并利用有限元技术对微进给刀架的磁热特性进行仿真,得到GMM棒温度沿轴向分布与作用电流之间的关系,为微进给刀架的实际应用提供理论基础。     

汽车发动机活塞异形孔精密镗削微进给机构研究

将活塞做成异形孔可以降低其应力集中,提高其承载力降低活塞的疲劳磨损,延长其使用寿命。采用传统的方法很难满足活塞异形孔的加工精度要求,对活塞异形孔加工专用设备的微进给机构进行创新设计研究,提出一种基于超磁致伸缩材料的新型异形销孔加工方法。根据自动控制原理,结合超磁致伸缩材料特性,提出了异形活塞销孔径向微进给机构闭环控制系统,实际加工表明该方法提高了活塞加工的精度和效率,是目前解决活塞加工精度及效率问题的创新与突破。     

超磁致伸缩高频微小泵温度补偿结构设计

针对超磁致伸缩材料热变形严重影响超磁致伸缩高频微小泵输出精度的现象,在介绍热补偿方法、分析磁致伸缩材料的热来源和微小泵工作原理的基础上,提出了相变材料和热膨胀补偿机构组合的方法,以控制超磁致伸缩棒热变形对微小泵的输出影响。由理论和试验可以得出,该方法对微小泵的温控效果明显,使温度控制在45 ℃±0.5 ℃,有利于提高超磁致伸缩泵的输出精度,实现了超磁致伸缩泵的微型化。     

压电陶瓷车削微量进给机构的设计及其实验研究

一、引言微量进给机构是保征零件尺寸加工精度的重要因素,是实现精密切削加工与超精密切削加工的必要手段。按照其工作原理,微量进给机构可分为:机械传动式、弹性变形式、场致变形式以及流体膜变形四种类型。压电陶瓷微量进给机构是利用压电陶瓷在电场作用下发生形变,从而推动执行元件产生微量位移的场致变形式微量进给机构,与其     

新型中凸变椭圆活塞车削伺服刀架的研制

针对非圆活塞车削加工技术,特别是中凸变椭圆活塞的车削加工原理及其刀架设计进行研究。提出一种新的超磁致伸缩微进给机构,通过将超磁致伸缩微进给机构与凸轮机构组合用于刀架设计,实现了伺服刀架的两个独立成形运动,即刀具相对工件形成非圆轨迹的运动和刀具相对工件形成纵向中凸曲线轨迹的运动。实验表明,研制的非圆活塞车削加工伺服刀架具有良好的驱动特性和加工稳定性,提高了非圆活塞加工的精度和效率。     

超磁致伸缩材料力传感执行器关键技术研究

正超磁致伸缩材料以其大磁致伸缩系数、高机电耦合系数、快速响应能力、易于驱动等特点而备受关注。该材料具有强磁致伸缩正效应和磁致伸缩逆效应,在工作过程中表现出双向能量转换特性。利用磁致伸缩正效应可制作驱动装置,利用磁致伸缩逆效应可制作传感器。当超磁致伸缩材料工作在机械约束条件下,磁致伸缩正效应和逆效应会发生耦合。如果研究磁致伸缩正逆效应耦合特性,可利用正逆耦合效应开发兼具执行和传感功能的磁致伸缩器件。开发单体微位移驱动设备使之兼具执行和传感等多种用途,是微位移驱动领域理论研究与工程应用的趋势所在;并且,在精密、超精密加工领域,例如精密机械抛光加工中的压力控制,需要一种具有恒定输出力或输出力可控的驱动机构。因此,利用超磁致伸缩材料的磁致伸缩正逆     

基于磁致伸缩材料的活塞异形销孔加工微进给机构的研究

活塞异形销孔可以降低或消除活塞销孔应力集中,提高活塞寿命。文中针对活塞异形销孔加工,提出一种基于磁致伸缩材料的镗床径向微进给机构,其中,利用磁致伸缩材料特性和弹簧板弹性产生镗刀的径向微位移是设计的关键。为此,文中通过有限元分析和实际加工试验对机构及弹簧板进行了研究,这些研究表明:本机构设计合理,结构精巧,加工精度高,性能稳定可靠,完全能满足活塞异形销孔的加工要求。     

超磁致伸缩驱动器的热致输出及其抑制方法

分析了超磁致伸缩驱动器的热特性,提出了采用相变材料控制超磁致伸缩棒温升的抑制方法。在对各种热致输出抑制方法进行对比分析的基础上,提出组合温控的设想。试验结果表明组合温控能将超磁致伸缩棒的温度控制在45±0．5℃,超磁致伸缩驱动器相应的输出精度达到0．5μm。     

超磁致伸缩微位移驱动器设计

针对超磁致伸缩材料,设计一种超磁致伸缩微位移驱动器并实现对其控制。在分析超磁致伸缩材料工作特性和超磁致伸缩驱动器工作原理的基础上,确定超磁致伸缩驱动器的结构参数,并应用有限元软件对超磁致伸缩驱动器的机械结构进行电磁场分析,比较无偏置磁场和含偏置磁场下超磁致伸缩材料所处位置的平均磁场强度,验证驱动器机械结构的合理性。同时设计压控电流源,利用基于数字信号处理器的控制器中数模转换电路控制压控电流源,使激励线圈配合偏置线圈产生所需磁场。实验表明,在给定预紧力和偏置磁场条件下,超磁致伸缩材料在2A激励电流下可输出行程为27.1μm,位移精度0.1μm,磁滞回线的平均厚度为3.29μm,验证了超磁致伸缩驱动器结构设计的合理性。     

超磁致伸缩驱动器热输出的抑制与补偿方法

超磁致伸缩驱动器具有输出应变大、响应速度快、低频特性好等特点。已经应用于机床的整体和部件的振动控制实验研究。超磁致伸缩材料的热变形严重影响驱动器的输出精度。文章提出了四种抑制或补偿超磁致伸缩驱动器热位移的方法。     

超磁致伸缩微位移驱动系统的研究

超磁致伸缩材料是近年来发展起来的一种新型功能材料,具有在室温下应变量大,能量密度高,机电耦合系数大等特性。文章分析了超磁致伸缩材料的驱动原理,介绍了超磁致伸缩微位移驱动系统的组成及工作原理。并对该系统的伸长量,微位移精度等性能指标进行了实验研究。     

外圆磨床轴向微量亚微米磨削闭环控制系统的研究

通过在线检测、闭环控制,并把电致伸缩型陶瓷微位移器用于轴向微进给机构,实现了外圆磨床轴向微量亚微米级磨削。     

一种基于超磁致伸缩材料的发音头盔

在分析了超磁致伸缩材料工作特性的基础上,提出了一种基于超磁致伸缩材料的发音头盔。介绍了发音头盔的工作原理和结构,超磁致伸缩驱动器以及在头盔中固定机构的设计。该发音头盔极大地提高了头盔的使用性能,具有广阔的推广应用前景。     

基于超磁致伸缩致动器的振动切削研究

振动切削作为一种新型的切削方法,改变了切削机理,减小了切削力、切削热,提高了加工表面质量和加工效率.超磁致伸缩致动器的二维微进给刀架具有体积小、驱动力大、输出位移精确、频率响应快等优点,在振动切削上的应用前景广阔.文中对振动切削进行了力学分析,介绍了超磁致伸缩刀架的结构和控制方式,并实验验证了低频振动切削相对于普通切削的优势,初步探讨了超磁致伸缩致动器在振动切削中的应用.     

压电陶瓷微量进给机构

超精密加工是当代机械制造最重要的发展方向之一,是现代航空、航天、微电子等尖端技术发展的基础。在超精密加工中,很重要的一点就是要实现刀架微量进给以及零件的在线检测,为了将进给精度控制在0.5μm的范围内,用传统的进给机构很难胜任此项工作,因此,更加有效的微量进给系统的研制是超精加工中一个很重要的课题。压电陶瓷(PZT)是通过逆压电效应或电致伸缩效应来产生位移。由于PZT没有电流热效应问题,并且能实现精密的微量进给,因此正日益受到人们的重视,     

磁致伸缩位移传感器检测信号分析

实验研究了磁致伸缩位移传感器的探测电压信号,以便提高磁致伸缩位移传感器的检测精度。分析和验证了波导丝材料、驱动脉冲电流、检测线圈等参数对磁致伸缩位移传感器输出电压的影响规律。对检测线圈进行了优化设计,基于实验数据确定了传感器的各项参数值。实验发现磁致伸缩系数大、魏德曼效应显著的Fe-Ga材料作为波导丝,可明显提高电-磁-机械能的转换效率,获得较大的检测电压信号。研制了新型Fe-Ga波导丝磁致伸缩位移传感器样机,并与Fe-Ni波导丝传感器进行了性能对比。结果表明,与Fe-Ni波导丝相比,Fe-Ga波导丝磁致伸缩位移传感器的检测信号明显增强,信噪比显著提高,其检测电压信号幅值比Fe-Ni波导丝检测电压信号幅值提高了40mV,相应的传感器精度提高了2倍。     

超磁致伸缩材料微位移执行器的设计理论及方法

超磁致伸缩材料是一种新型的功能材料,其微位移执行器的设计理论和方法具有特殊性。分析了超磁致伸缩材料的工作特性,给出了超磁致伸缩微位移执行器的原型。在此基础上,建立了执行器的微位移传递机构、磁路、驱动线圈及其冷却等几个关键部分的数学模型,并提出其设计理论和方法。同时,采用上述理论和方法研制了超磁致伸缩微位移执行器样机,通过试验验证了其正确性和实用性。     

平面磨床带测力功能微进给工作台的研制

研制了用于硬脆材料精密镜面磨削的带测力功能微进给工作台。该工作台以电致伸缩传感器实现微量进给，具有体积小、制造方便、可靠性好、分辨率高等特点，为实现硬脆材料的镜面磨削提供了有利条件。     

磁致伸缩微位移进给传动的研究

微位移进给是精密加工中级为重要的问题之一。本文探索、研究了利用磁致伸缩效应来实现精密加工和电加工的微位移自动进给。文中论述了磁致伸缩进给传动的基本工作原理,设计了实验装置和供电、控制系统,分析了初步的实验结果。     

数控直线驱动二坐标平台及关键技术

利用磁致伸缩效应 ,研究不需要中间转换机构的直接线性驱动进给平台 ,并将其原理和结构用于精密微型数控钻床的传动 ,提高驱动性能 ,满足应用的要求。