氮化硅陶瓷轴承套圈滚道的高效高质量磨削试验研究

为提高氮化硅陶瓷圆柱滚子轴承套圈滚道的表面质量及磨削效率,使用超高速万能外圆磨床对套圈滚道进行高速磨削试验,分析了工件线速度、砂轮线速度和进给速度等磨削参数对套圈滚道磨削表面质量与磨削效率的影响机制与规律。试验结果表明,套圈滚道表面粗糙度随着工件线速度及砂轮线速度的增大呈先减小后增大的趋势,随着进给速度的增大而增大;当磨削速比为200时,随着砂轮线速度的增大,套圈滚道表面粗糙度变化不大,比磨除率增大,磨削效率提高;当砂轮线速度为150 m/s、工件线速度为0.75 m/s时,进给速度的增大使比磨除率增大,但套圈滚道表面质量变差;在试验条件下,套圈滚道高速磨削后表面粗糙度值在0.065 0～0.098 5μm范围内,满足精密加工要求。为提高磨削效率,推荐磨削速比为200、砂轮线速度为120～150 m/s和进给速度为18～28μm/min。     

光学表面X射线异常散射现象

研究了用掠入射散射法测量光学表面散射分布实验中存在的异常散射现象。首先,介绍了实验装置,并用原子力显微镜(AFM)测量了样品的表面粗糙度, 给出了工作波长为0.154 nm时不同样品在不同掠入射角下的表面散射分布。然后,分析了异常散射角与临界角的关系。最后,对影响散射强度的因素进行了分析。实验结果表明：当掠入射角大于临界角时能观测到光学表面的异常散射现象。在波长一定的情况下,异常散射角与样品材料有关,与掠入射角和表面粗糙度无关;异常散射角略小于临界角,误差变化为-8.6%~-0.9%。另外,镜像反射强度随着入射角和表面粗糙度的增大而迅速减弱,但异常散射强度与镜像反射强度的比值（峰值比）反而随着掠入射角或表面粗糙度的增大而增大,其比值在0.012~2.667变化。结果证明样品的材料和表面形貌是影响异常散射分布的两个重要因素。     

蓝宝石基片的单面研磨工艺研究

为了实现蓝宝石基片的快速平坦化,对蓝宝石基片进行系统的单因素单面研磨试验,研究了磨料种类、磨料粒径、研磨盘转速、研磨压力以及磨料质量分数等研磨工艺参数对蓝宝石基片材料去除率和表面粗糙度的影响规律。试验结果表明:金刚石磨料适合蓝宝石基片的单面研磨;随着磨料粒径的增大,材料去除率逐渐增大,表面越来越粗糙;随着研磨盘转速的增大,材料去除率先增大后减小,表面粗糙度值在20～60 r/min区间变化不大,稳定在Ra 0. 12～Ra 0. 13μm之间,而在60～100 r/min区间波动较大,当研磨盘转速为60 r/min时,材料去除率最大;随着研磨压力的增大,材料去除率逐渐增大,而表面粗糙度值越来越低;随着磨料质量分数的增大,材料去除率先增大后减小,表面粗糙度先增大然后趋于平缓,当磨料质量分数为3 wt%时,材料去除率最大,且表面粗糙度值相对较小;最后通过正交试验优化了工艺参数,在优化的工艺条件下依次选用粒径为W40、W14、W3的金刚石磨料对蓝宝石基片进行粗研、半精研及精研,取得了表面粗糙度为Ra 7. 9 nm的平坦表面。     

单晶硅同质互抛实验研究

以材料的去除率和表面粗糙度为评价指标设计对比实验,验证了硬脆材料互抛抛光的可行性,得到了抛光盘转速对硬脆材料互抛的影响趋势和大小。实验结果表明：当抛光压力为48 265 Pa（7 psi）、抛光盘转速为70 r/min时,自配抛光液互抛的材料去除率为672.1 nm/min,表面粗糙度为4.9 nm,与传统化学机械抛光方式的抛光效果相近,验证了硬脆材料同质互抛方式是完全可行的;互抛抛光液中可不添加磨料,这改进了传统抛光液的成分;采用抛光液互抛时,材料去除率随着抛光盘转速的增大呈现先增大后减小的趋势,硅片的表面粗糙度随着抛光盘转速的增大呈先减小后增大的趋势。     

超声辅助内圆磨削40Cr15Mo2VN轴承套圈的试验研究#br#

针对传统加工方式难以获得轴承套圈较小的表面粗糙度和表面波纹度的问题,采用超声辅助内圆磨削的加工方法来改善轴承套圈的表面质量。基于超声内圆磨削单颗磨粒运动轨迹分析,建立了表面粗糙度的理论模型,通过对轴承套圈进行超声内圆磨削试验,研究了各个加工参数对轴承表面质量的影响。研究结果表明：超声内圆磨削加工方法可明显改善轴承的表面质量;增大超声振幅可减小表面粗糙度而表面波纹度会先减小后增大;随着砂轮转速的增大,表面粗糙度及表面波纹度会先减小后增大;磨削深度和进给速度的增大会使表面粗糙度及表面波纹度增大,但超声内圆磨削可减小它们的增加量。     

NURBS曲面无退刀双螺旋线轨迹规划法

从人工分片研磨抛光的机理出发，提出一套全新的双螺旋线轨迹规划算法。该算法产生的螺旋线轨迹起始并终止于子片的外边界，内旋、外旋螺旋线之间用S形回转轨迹圆滑连接，使得连接所有子片的研磨抛光路径成为可能，以实现整张曲面无退刀的分片加工策略，可消除表面撞痕，降低工件的表面粗糙度。用Matlab对算法进行了仿真，规划的加工轨迹达到了预期效果。     

内螺旋翅片铜管充液旋压成形加工的研究

对内螺旋翅片铜管的充液旋压成形加工进行了系统研究，着重分析了充液旋压过程中形成动压油膜的条件和特点，并建立了数学模型。实验结果表明：随着旋速和润滑油粘度的提高，流体动压润滑作用逐渐明显，被加工管的拉拔力减小，且加工后管外表面粗糙度值减小。     

20CrMnTi钢齿轮磨削表面的摩擦磨损试验研究

为了研究不同粗糙度表面、载荷与摩擦频率对20CrMnTi钢齿轮磨削表面的摩擦磨损性能影响规律和机理,分别在干接触状态与润滑接触状态下开展了往复滑动摩擦磨损试验。研究结果表明:摩擦系数随着接触表面粗糙度和载荷的增大而增大,但随着摩擦频率的增大而减小;磨损深度随着表面粗糙度、载荷和摩擦频率的增大而增大。因此,在干接触与润滑接触两种状态下,不同粗糙度表面、载荷与摩擦频率对摩擦学特性的影响机制均存在显著的差异。     

铝合金阳极氧化膜的集群磁流变平面抛光试验研究

为获得抛光均匀的铝合金阳极氧化膜表面,采用集群磁流变平面抛光技术对铝合金阳极氧化膜进行抛光试验,探讨加工间隙、工件转速、抛光盘转速、偏摆幅度、加工时间等加工参数对其表面粗糙度和材料去除率的影响规律。结果表明:随着加工间隙的增大,工件表面粗糙度先减小后增大,材料去除率则递减;随着工件转速或偏摆幅度的增加,工件的表面粗糙度均先迅速减小后缓慢增大,材料去除率则先增加后减小;随着抛光盘转速的增加,工件的表面粗糙度和材料去除率均先减小后增加;随着加工时间的延长,表面粗糙度迅速减小之后趋于稳定。在文中试验条件下,在加工间隙1. 1 mm、工件转速350 r/min、抛光盘转速60 r/min、偏摆幅度10 mm、加工10 min左右时工件表面粗糙度从原始的332. 9 nm下降至5. 2 nm,达到了镜面效果。     

冷滚打花键表面粗糙度加工参数域确定

为获得适用于不同工况的冷滚打花键表面粗糙度加工参数域,基于冷滚打花键成形原理,开展冷滚打花键表面粗糙度试验,利用试验结果构建冷滚打花键表面粗糙度响应曲面预测模型,采用方差分析法、试验样本测试及试验值与预测值对比分析,验证了预测模型切实可行,分析滚打轮转速、工件进给量与表面粗糙度的变化规律,基于表面粗糙度精度等级对照表确定了冷滚打花键表面粗糙度的加工参数域。研究结果表明:滚打轮转速976 r/min～2 936 r/min、工件进给量7 mm/min～56 mm/min范围内,随着滚打轮转速、工件进给量的逐渐增加,表面粗糙度呈现出先减小后增大的变化趋势;从每个精度等级对应的加工参数域中随机抽取五组加工参数进行试验,得到表面粗糙度试验值与预测值最大相对误差为2.75%,从而表明确定的冷滚打花键表面粗糙度加工参数域准确可靠。研究成果为控制冷滚打花键表面粗糙度具有重要的应用价值和一定的理论指导意义。     

超高速充液旋压时全膜润滑临界条件确定

采用电阻法对超高速充液旋压内螺旋翅片铜管时全膜润滑临界条件进行了研究，利用旋压接触面之间的电阻变化，确定了形成全膜润滑的临界条件，同时对影响全膜润滑油膜形成的因素进行了分析。试验结果表明，全膜润滑油膜形成主要取决于旋压速度和润滑油特性，其中旋压速度是影响全膜润滑油膜能否形成的关键条件。全膜润滑形成对轴向拉力、扭转偏角和表面粗糙度值均有一定的影响，尤其对扭转偏角和表面粗糙度值的影响更大。     

Fabrication of small size inner spiral ribbed copper tube by fluid mandrel drawing

This paper is concerned with the development of ultra-small inner spiral ribbed copper tubes with high-quality heat transfer. Since the demand for the ultra-small tubes in electrical appliances is currently high and will be greater in the future, the technology employed must enable the production of inner spiral ribbed fine tubes with various features, such as small size, high quality, high functionality, and low processing cost so as to meet the increasing demand. The conventional production method is suitable for large tubes with high drawability but is unsuitable for fabrication of long ultra-small tubes because of the difficulty to manufacture both an ultra-small spiral ribbed mandrel and a floating plug. This research paper has proposed four drawing methods as follows: tube sinking, water, oil, and wax as mandrels and presented the comparison of seven parameters, i.e., drawing stress ratio, wall thickness ratio, ribbed base width ratio, ribbed tip width ratio, ribbed height ratio, ribbed pitch ratio, and ribbed spiral angle ratio. It was found that tube sinking was unfit for making the ultra-small inner spiral ribbed copper tubes due to the resulting high ratio of wall thickness. The results of all the parameters were similar in the cases of oil and wax. Despite less impressive outcomes, water was easily removed from the inner spiral ribbed copper tube compared to oil and wax. Thus, the tube drawing using water as mandrel was most suitable for the production of the inner spiral ribbed copper tube.     

Experimental study of thickness reduction effects on mechanical properties and spinning accuracy of aluminum 7075-O, during flow forming

Flow forming technology is widely used in the production of the axisymmetric industrial parts. The advantage of flow forming process over other manufacturing methods such as press forming is use of simple tooling, reduced forming loads due to localized deformation, and enhanced mechanical and surface quality of finished parts. In this study, the effects of thickness reduction on the mechanical properties and spinning accuracy are experimentally investigated on 7075-O aluminum tube. A prototype spinning machine has been designed and manufactured. The effects of spinning accuracy, surface roughness, percentage of elongation, yield strength, and the ultimate strength as a function of thickness reduction are experimentally examined. The experimental results show that with increment of thickness reduction, the yield strength, ultimate strength, surface hardness, and crystal refining increase, and on the other hand, it has adverse effect on diameter growth, geometrical accuracy, surface roughness, and percentage elongation of spun tube.     

考虑粗糙度的船舶水润滑高分子轴承弹流润滑性能研究

为了揭示表面粗糙度对船舶水润滑高分子材料轴承润滑性能的影响规律,开展水润滑轴承弹流混合润滑理论研究;建立考虑内衬材料粗糙度和弹性变形的水润滑轴承混合润滑模型,并对模型进行仿真验证;分析内衬粗糙峰对水膜厚度、水膜压力分布和承载能力的影响规律。研究结果表明：在转速增大的过程中,内衬粗糙度的增大会减缓水膜厚度的增幅比,使轴承需要更高的转速来进入流体动压润滑状态;减小轴承内衬粗糙度能有效降低轴承起飞转速,加快轴承由混合润滑转变为流体动压润滑的过程,减小轴承与轴颈的局部接触,降低轴承异常振动噪声发生的可能性。研究结果揭示了内衬粗糙度变化对轴承润滑特性的影响机制,为水润滑轴承的优化设计提供理论参考。     

铜翅片管热水器的特性研究

以铜翅片管换热器为研究对象,通过合理的简化模型,以相邻2片换热片(取半片)及其之间的烟气通道作为计算区域,利用流体力学软件CFX对烟气通道的流动状况和换热情况进行了数值模拟。研究了管径、翅片厚度和翅片间距对排烟温度的影响,结果表明随着管径和翅片间距的增大排烟温度升高,随着翅片厚度增大排烟温度降低,排烟温度的升高或降低将影响排烟损失的大小,从而影响热效率。该数值模拟结果对改进翅片结构以提高热效率有一定指导意义。     

点接触混合润滑中两种求解模型的比较

混合润滑是典型零部件主要的润滑状态,根据表面形貌表征方式的不同,混合润滑模型一般分为统计学模型和确定性模型两类.为研究2种模型求解粗糙表面点接触混合润滑性能的差异,通过基于平均流量模型和GW模型的统计模型、基于统一Reynolds方程的确定性模型,分析并比较不同表面粗糙度、卷吸速度、载荷以及润滑油环境黏度时2种模型预测...     

固化紫外光胶粘剂切削性能研究

采用紫外光胶粘剂在芯轴表面固化后的精密切削技术,制备惯性约束聚变（ICF）研究中有机材料薄壁衬环。研究了紫外光粘接剂固化后不同剪切强度对加工衬环最小壁厚的影响规律,研究了主要切削参数对衬环最小壁厚和衬环外表面粗糙度的影响规律。研究结果表明,在3～10MPa的剪切强度范围内衬环最小壁厚能达到4～6μm。在主要切削参数中,进给量和背吃刀量对加工最小壁厚有较大影响。进给量对衬环表面粗糙度有一定的影响,而背吃刀量和主轴转速对衬环表面粗糙度的影响较小,固化紫外光粘接剂切削后的表面粗糙度接近Ra0．1μm。衬环内表面粗糙度取决于芯轴表面粗糙度,基本上是芯轴表面的复印。     

基于ANSYS技术的铜管空拔过程数值模拟分析

为优化铜管空拔工艺参数和提高工件加工质量,应用大型有限元分析软件ANSYS中的LS-DYNA求解器模拟了某规格铜管的空拔成形过程,得到了管件成形过程中任一时刻主要场量的分布云图,分析了成形过程中管件的变形和应力的特点,研究了摩擦力和模具锥角等因素对空拔力与管件伸长率的影响规律。数值模拟分析表明:在应变分布上,管件轴向和周向的最大塑性变形主要发生在管件与模具初始接触处与减径区;在应力分布上,轴向应力和径向应力随管件在模具中的位置不同而有较大差异,在壁厚方向上由管件的外表面到内表面其应力依次为拉应力和压应力,且最大压应力出现在减径区,而最大拉应力则出现在定径区连接处。在管件拉拔力的变化规律上,降低摩擦力和合理的模具锥角能使拉拔力控制在最小范围内。在管件伸长率的变化规律上,较大的摩擦力和模具锥角能使管件的伸长率增大。     

Investigation of hydrodynamic deep drawing for conical�Ccylindrical cups

Forming conical parts is one of the complex and difficult fields in sheet-metal forming processes. Because of low-contact area of the sheet with punch tip in the initial stages of forming, bursting occurs on the sheet. Moreover, since most of the sheet surface in the area between the punch tip and blank holder is free, wrinkles appear on the wall of the drawing part. Thus, these parts are normally formed in industry by spinning, explosive forming, or multi-stage deep drawing processes. In this paper, forming pure copper and St14 conical?Ccylindrical cups in the hydrodynamic deep drawing process was studied using finite element (FE) simulation and experiment. The effect of pressure path on the occurrence of defects and thickness distribution and drawing ratio of the sheet was studied. It was concluded that at low pressures, bursting occurs on the contact area of sheet with punch tip. At higher pressures, the cup was formed, but the wall thickness distribution depends on the pressure path. It was also illustrated that for the pressure path with a certain maximum amount, the workpiece was formed adequately with minimum sheet thickness reduction. Internal pressures more than this maximum amounts did not affect on the thickness distribution. By applying the desired pressure path, conical?Ccylindrical cups with high deep drawing ratio were achieved.