基于最速降线理论的负压抽屑装置优化设计

为提高深孔加工精度,解决深孔中难排屑问题,在分析负压抽屑装置原理的基础上,求解出负压装置的最速降线方程,设计一种带有膛线的最速降线负压装置来提高排屑效率,利用方程驱动曲线建立其三维模型进行流体仿真,并通过正交试验找出膛线的最优参数。Fluent仿真结果表明,最速降线负压装置的负压效果比普通的锥面负压装置提高了4.2倍,切削液流速提高了3.6倍,湍流动能提高了2.5倍;当膛线数量为8根,膛线深度为0.15 mm,螺旋角度为9°时能最大幅度地提高排屑动力。该结构有效提高了深孔加工排屑动力,证明了最速降线能有效促进流体流动。     

深孔加工多级曲面负压抽屑系统的设计与研究

针对深孔加工过程中的排屑难问题,在分析现有负压系统理论的基础上,设计多级曲面负压抽屑系统,研究其工作效率与负压喷射系数及喷射间隙倾斜角度之间的关系,从理论上推导并证明其工作效率优于传统负压抽屑装置,建立仿真模型,并利用ANSYS FLUENT软件对其进行仿真分析,多级曲面负压抽屑系统能够很好的降低了切削液的入口压力,大大提高了工作效率,实现了高效排屑的目的。     

深孔加工变负压抽屑装置的设计与研究

深孔加工技术一直是机械制造业中的关键技术,其中加工过程中高效排屑又是深孔加工过程中尤为重要的一个环节。针对深孔加工过程中切屑形态不稳定所形成的轻微堵塞的问题,通过分析研究现有的负压抽屑装置,设计脉冲式变负压抽屑装置,并研究其变负压的形成理论关系,从理论上证明形成变负压的可行性,通过ANSYS FLUENT软件进行仿真分析。脉冲式变负压抽屑装置使负压抽屑装置所形成的抽吸力可以脉冲式的变化,使切屑受到松紧不一的抽吸力,轻微堵塞的切屑在变化的抽吸力的作用下改变方向后能顺利的排出,从而尽可能的避免加工失败,提高工作效率。     

深孔加工螺旋负压装置结构设计与优化

为解决超大长径比深孔加工排屑困难问题,在分析DF系统负压排屑作用机理的基础上,改变传统直射流方法,设计建立了一种新型负压螺旋射流模型,能够在射流通道出口处形成大漩涡。基于计算流体力学软件Fluent数值模拟方法对不同结构螺旋射流模型的压力场、速度场以及湍流动能分布情况进行研究,结果表明,采用7组内径为?0.8mm的螺旋孔通道结构表现最优,能起到良好的负压抽屑效果。文中设计对负压装置结构或工艺设计工作者能起到一定指导作用。     

一种新型双系统数控深孔钻床的设计及分析

针对目前采油工程领域、航天航空工程领域以及核工程领域中,深孔零件的加工存在着加工方式比较单一、自动化程度低等问题,设计一种新型数控深孔钻床,能在一台数控深孔钻床上同时实现外排屑和内排屑,并且可根据工作条件来合理选择排屑系统。建立该机床的理论模型,介绍这种新型数控机床的工作原理,对机床的承重支柱进行有限元分析,并通过实际加工来验证其可行性,为深孔零件的加工提供了一种参考。     

复合型深孔加工机床的研究

现代深孔加工机床加工方式分为外排屑（枪钻）和内排屑（BTA钻）两种,他们的供油通道和排屑通道相反、钻孔直径范围大小不同。研究了双主轴双导向型、单主轴双导向型、单主轴单导向型3种结构的复合型深孔加工机床,比较了这3种结构机床的优缺点。采用BTA和枪钻两种加工方式,可完成复杂机械零件较大孔径范围的深孔加工。     

基于SINUMIRIK系统的递减式深孔加工研究

深孔加工过程中断屑、排屑和散热问题,是深孔加工的关键技术问题。在分析采用SINUMIRIK 840D系统钻孔循环进行深孔加工存在的不足之处的基础上,提出递减式深孔加工的原理和设计思路,并结合R参数和CYCLE83深孔钻循环指令开发了递减式深孔加工的通用子程序,从工艺上弥补了CYCLE83循环的缺陷,解决了固定钻深的技术问题,有较高的生产实用价值。     

大孔径和田玉超声波振动深孔钻削系统设计

根据和田玉材料高硬度、高韧性的特点,设计一种大孔径内排屑超声波振动深孔钻削系统。重点介绍了加工系统主要部件钻头、振动系统的设计。研究了大孔径、内排屑方式超声波深孔振动钻削理论,为后期研究和田玉超声波深孔加工机制及其裂纹预防策略提供了理论依据。     

TC4钛合金深孔(钻削)套料加工系统及其刀具研究

针对大孔径深孔加工的难加工性和TC4材料的难切削性,优化确定加工系统类型和钻头的不同几何参数。根据选择的几何参数,对套料钻头进行三维建模,并用ANSYS有限元软件分析钻头的受力集中部位和钻杆的模态频率。结合有限元分析的结果进行深孔套料试验,试验结果表明:加工孔内壁精度高,排屑良好。为TC4钛合金的大直径深孔套料提供了切实有效的刀具几何参数和加工系统。     

可变切深、断屑式深孔加工

研究了深孔加工切屑形成机理及各种断、排屑方式。结果表明,程序控制、变切深进给的断排屑式深孔加工效果明显,加工精度也显著提高。     

改善DF喷吸钻排屑性能的措施

分析了喷吸钻喷吸原理，提出了改善排屑性能的措施。     

Feasibility study of the rotary ultrasonic elliptical machining of carbon fiber reinforced plastics (CFRP)

Carbon fiber reinforced plastics (CFRP) are used for various aircraft structural components because of their superior mechanical and physical properties such as high specific strength, high specific stiffness, etc. However, when CFRP are machined, rapid tool wear and delamination are troublesome. Therefore, cost effective and excellent quality machining of CFRP remains a challenge. In this paper, the rotary ultrasonic elliptical machining (RUEM) using core drill is proposed for drilling of holes on CFRP panels. This method combines advantages of core-drill and elliptical tool vibration towards achieving better quality, delamination free holes. The cutting force model and chip-removal phenomenon in ultrasonic elliptical vibration cutting are introduced and analyzed. The feasibility to machine CFRP for RUEM is verified experimentally. The results demonstrate that compared to conventional drilling (CD), the chip-removal rate has been improved, tool wear is reduced, precision and surface quality around holes is enhanced, delamination at hole exits has been prevented and significant reduction in cutting force has been achieved.     

基于3D打印负压自动调节装置的研究及应用

3D打印负压自动调节装置包括:控制器、负压发生器、负压存储罐、墨盒和负压传感器。负压发生器与负压存储罐相连接,用于产生负压;负压存储罐与墨盒相连接,用于储存一定量的负压;负压传感器与控制器相连接,安装于墨盒的顶部,用于检测墨盒中的负压值。研究了现有技术的3D打印机负压系统存在的问题。结果表明,采用负压自动调节装置解决了喷墨异常问题。该负压自动调节装置能够提高砂型负压系统稳定性,提升喷墨质量,保证打印砂型的整体质量。     

喷射腐蚀试验装置流体力学模型的建立与试验验证

设计了一套高速喷射腐蚀装置,喷射液流速度达150 m/s,并且在喷射过程中可以精确控制喷射速度。该装置能与电化学工作站联机,进行电化学测试。根据流体力学理论,建立喷射流体力学模型,确立了喷射速度、喷射冲击力和表面切应力与喷射压力之间的关系,并采用实验方法验证了流体力学模型的正确性。利用失重法和电化学方法,进行了喷射腐蚀实验。结果表明,由喷射液流产生的冲击力对喷射腐蚀及其形貌有很大的影响,并且与表面切应力共同作用引起阳极极化过程改变,加速电化学腐蚀。采用冲击力描述喷射腐蚀规律较表面切应力更为合理。     

工艺参数对阳极弧放电等离子体制备镍纳米粉的影响

在Ar惰性保护气氛中，采用阳极弧放电等离子方法用自行研制的装置制备出了高纯Ni纳米粉末。研究了在制备过程中电弧电流、气体压力等工艺参数对纳米粉产率及粒度的影响。利用XRD、TEM对制得的样品的形貌、晶体结构、粒度及其分布进行测定。结果表明，适当控制某些工艺参数就能制取粒径范围在20nm～100nm的纳米粉，在其它工艺参数不变条件下，气压升高或电弧电流增大，都会使粒度增大，产率提高。     

无压机分球式高压装置用复合传压介质的制备研究

以无压机分球式高压装置（BARS）制备宝石级金刚石时,对传压介质的相对密度要求很高。为提高传压效率,实验研究ZrO₂-NaCl复合传压介质的制备,分析其相对密度同密封效果、倒角设计的关系,并通过NaCl复合提高ZrO₂的传压性能。发现复合介质的传压效率比叶蜡石更高,但只有在相对密度92%时才能保证设备安全、稳定工作,且需加装密封边。最后,在自制BARS设备上使用ZrO₂-NaCl传压介质合成出2ct、VS级的黄色宝石级人造金刚石单晶。      

Laser processing of hardmetals: Physical basics and applications

Laser material removal is an effective processing technique for hardmetals, which cannot be machined by chip-removal techniques. The basic physics of the laser–matter interactions and the influence of different laser parameters are discussed, with emphasis on sintered WC–Co specific features. The collateral affected zones and their occurrence mechanisms for laser machining with both nanosecond and femtosecond pulses are discussed. Experiments were carried out with pulsed laser systems operating in IR and UV, with ns and fs pulses and their results endorse the theoretical considerations. The use of direct or indirect laser processing (ns and fs pulses) in the surface engineering of coated/uncoated WC–Co parts is also presented. Subsequently, applications like laser microstructuring of tribological WC–Co surfaces and laser machining of integral chipbreakers are discussed.     

变温低压渗碳技术

研究了变温低压（真空）渗碳技术的可行性和相关工艺。在自制的装置上进行了工艺试验,并对试验结果进行测试分析。试验结果表明变温低压渗碳不仅是可行的,而且显示出快速和节能的优点。     

铁基触媒合成含硼金刚石单晶颗粒的电阻-温度特性

以铁基合金掺入硼铁粉为触媒剂,石墨为碳源,在高温高压条件下合成含硼金刚石。光学显微镜和Raman散射仪观察了金刚石的表面形貌与晶体结构。用自制的电阻-温度测量仪对金刚石进行电阻．温度曲线进行测量,结果表明,随着温度升高,电阻逐渐降低,证明该金刚石具有负的电阻温度系数;继续升温,金刚石内的杂质发生电离,当杂质全部电离时,金刚石处于半导体的饱和区;温度进一步升高,金刚石进入本征电离区。     

掺硼金刚石的高温高压合成

掺硼金刚石具有诸多优良的性质,因而成为当前金刚石掺杂中的研究热点。本文通过将一定比例的无定形硼粉均匀加入到粉末石墨——触媒体系中,在六面顶压机上利用高温高压方法合成了掺硼金刚石。考察了样品中不同的硼添加比例对合成金刚石最低压力点的影响,以及压力和温度对合成掺硼金刚石的影响。经过大量实验,总结出了合成金刚石的最低压力点与样品中硼添加比例的关系曲线。实验结果表明,合成温度是影响晶体中硼含量的主要因素。同时,实验还发现,硼在晶体中的分布情况存在着区域性,以及随着晶体内硼含量的增加,晶体晶形变差,而且容易生长聚晶。