膛线电解加工阴极结构的发展

随着炮管材料变硬,膛线数目增多,线槽变深,缠角变大,机械拉削难以实现膛线的加工.因电解加工具有一次成形、阴极不损耗、生产效率高、无切削应力的优点,故逐渐采用电解加工的方法来加工膛线.介绍了固定式阴极和移动式阴极的膛线加工,重点阐述了圆柱形阴极、圆锥形阴极、组合式阴极和三面进给式移动阴极的应用.     

深槽混合膛线电解加工阴极新型结构设计

为解决固定式阴极工作齿加工大口径、变缠角的深槽膛线导致膛线加宽,产生"塌壁"的问题,设计了新型的随动式电解加工阴极总体结构,介绍各部件的功能,使阴极工作齿随炮管膛线缠角的变化而变化,通过数控程序实现任意缠角的膛线加工,解决了膛线"塌壁"问题,提高了膛线的加工精度,随动式阴极结构的设计为加工大缠角深槽炮管膛线提供了一种可行的方法.     

内喷式阴极展成电解加工中的流场研究

讨论了内喷式阴极展成电解加工中的流场分布及影响因素,提出了设计方案并进行了实验验证。     

膛线电解加工中阴极工作齿的优化设计

针对火炮炮管大缠角混合膛线电解加工中阴极研制周期长、设计难度大的问题,采用Visual C 对阴极工作齿按弹道方程运动生成膛线的过程进行了数值模拟,建立了阴极工作齿的三维模型和膛线加工模型,给出了该模型的求解算法.模拟初始化阴极工作齿齿长、切进角,模拟膛线生成并给出切片上点的数组,与设计值比较,反馈修改阴极工作齿的设计参数,直到线型合格.最后给出了优化结果.     

小孔径内壁螺旋形结构电解加工试验研究

以小孔内壁为加工对象,设计螺旋型刃阴极,研究电解加工小孔径内壁螺旋形结构成形规律。分析了小孔径内壁螺旋槽电解加工成形基本理论,设计并制作了螺旋形阴极;基于ANSYS软件进行电场仿真,分析不同加工间隙和电压时的电场分布情况;利用FLUENT软件分析不同初始加工间隙时的流场分布情况,通过流场分析优化了阴极结构,解决了由于存在涡流现象导致加工质量差的问题;通过正交试验分析各参数对加工结果的影响规律。采用优化参数加工所得螺旋槽最大深度为0.672 mm,误差为0.017 mm,表明数控电解加工小孔径内壁螺旋形结构切实可行。     

电解加工的流场设计

简要阐明了电解加工广义流场设计的主要内容。指出了过去有关电解液供给方法分类的局限性,根据各种类型零件电解加工流场设计的特征,提出了新的分类方法。     

高精度直齿面齿轮电解加工阴极结构设计研究

针对传统展成法加工直齿面齿轮存在加工周期长、成本高以及批量生产精度低的现象，提出一种高精度直齿面齿轮电解加工阴极结构设计方法。利用截面放样法对直齿面齿轮齿面建模点进行合理规划并基于此网格划分方式利用平衡间隙设计理论建立相应阴极刀具型面模型；其次采用反流式方式设计阴极流道，提高工作效率及加工精度；最后设计一体化电解加工装夹系统。通过电解加工试验，获得了表面粗糙度在1.6 μm以下、具有综合精度为IT9级的直齿面齿轮制件，验证了该设计方法的可行性。     

应用数据表进行电解加工阴极设计

通过合理设计工艺试验。建立了电解加工阴极设计数据表，首创应用数据表进行阴极设计的方法，通过活扳手扳口锻模型腔加工的阴极设计和加工试验，证明该方法可大大缩短阴极迭代修正的次数和时间，降低阴极设计的难度。     

基于结构仿生的高速机床工作台轻量化设计

生物体具有性能优异、轻质高效的结构形式,体现了材料的最优化分布,为机械结构的轻量化设计提供了原型与方法。通过总结轻质高效生物体结构的构型规律,应用于高速机床工作台筋板的结构仿生设计。利用Ansys的APDL参数化语言建立优化模型,确定工作台筋板的最优结构参数。结果表明,通过布置环形夹层筋板以及最大变形梯度方向上对角筋的方法是有效的,并使结构比刚度效能提高11．29％,从而实现结构的仿生轻量化。     

微细电加工脉冲电源的研究进展

脉冲电源是微细电加工的一个重要研究方向,其性能指标直接影响加工精度和表面质量,从微细电火花加工和微细电解加工用的脉冲电源两方面出发,介绍其主要研究方向及国内外发展现状,并详细分析了其工作原理.     

仿生织构图案的设计、加工及应用的研究进展

表面织构在提升零件的耐磨性、界面接触的减摩性、材料表面的减阻性以及增强或降低材料的吸附性等方面展现出良好的效果.根据表面功能的不同,分别从耐磨表面、减阻表面、疏水表面、粘(脱)附性表面进行研究,综述了各种仿生织构的设计、加工及应用现状.研究发现,耐磨仿生织构图案尺寸相对较大,多在20μm以上,稳定的结构可以承受较大的外力;减阻疏水表面具有细微的突起状结构,能有效地通过微结构改变表面力学性能;粘附性表面得益于生物体微结构的形状尺寸,毛状微结构拥有良好的吸附性.加工方式上,激光刻蚀能精确控制加工尺寸和几何形状,化学刻蚀能得到更细微的表面形貌.仿生织构在机械密封、活塞环、刀具、滑动轴承及齿轮等应用上起到了良好的效果,但是截至目前,表面仿生织构研究较杂,并且未形成体系,相关设计和作用机理并不完善.通过分析仿生织构图案的功能性设计、多尺度复合加工和对零件服役性能的影响,为仿生织构图案的设计提供思路和更加科学的设计方法,并找到适合每种功能表面的加工技术.将仿生学应用于织构技术上,从生物体借鉴优良的功能特性,以期在工程上得到更广泛的应用.     

SCARA机械臂小臂仿生筋板结构设计研究

为了进一步提高SCARA机器人小臂的刚度及达到小臂结构轻量化的目的,在研究轻质、高刚度生物体结构的基础上,通过Pro/E三维软件设计出SCARA机械臂小臂的筋板仿生结构,并运用ANSYS Workbench对小臂进行静力学分析和模态分析,得到最优的筋板仿生Ⅱ型模型。仿真结果表明:基于茎秆和叶脉的混合仿生型筋板结构比刚度效能和一阶固有频率都有所提高,静动态性能得到改善。然后利用重复定位精度、绝对定位精度与小臂刚度的关系进行了试验验证,结果显示筋板仿生Ⅱ型动静态性能有所改善。     

机床主轴的仿生设计

基于对稻麦秸秆空心结构的仿生,提出了主轴的仿生空心结构设计.计算结果表明,当空心轴的壁厚约为其外径的2/7时,其主轴的抗扭、抗弯性能最好,而且使用的材料最少;对于阶梯轴或圆锥轴,可按其当量光轴直径来设计空心轴壁厚.另外,计算分析了滚动轴承的刚度,认为一定预紧力与定压预紧方式有益于提高主轴刚度.     

水下仿生机器人设计与实现

为解决大型舰船水下部分检修的难题,设计一台水下仿生机器人。利用SolidWorks软件建立仿生机器人的3D机械模型,设计其控制系统,并分析它在水下工作的力学特性。仿生机器人工作时,利用超声波、陀螺仪等传感器将检测到的水下环境参数转换为电信号,并实时将电信号发送到STM32控制器中;通过STM32控制器根据预设的算法对各种信号进行处理;通过STM32控制器发送命令,控制推进器、摄像头等执行元件,从而实现仿生机器人的自动运行。该仿生机器人运行稳定、反应灵敏,没有发生漏水和无法控制的情况,达到预期目标。     

六足仿生机器人步态研究和运动控制器设计

分析了六足仿生机器人典型行走步态和不同步态下的机器人落足点位置矢量表达式;运用AT89S52内部两个定时器,采用多舵机分时控制方法,设计的运动控制器可驱动机器人足部12个舵机的协调运动,实现了六足仿生机器人按步态规划运动,并通过测试,验证了设计方案的正确性和可靠性.     

球窝滚动轴承的仿生设计

基于接触力学的变形理论与仿生设计方法研究了球窝滚动轴承的滚道最优形状,提出了球窝滚道的最优形状解析式。分析了载荷、弹性模量对滚动轴承的滚道形状曲线的影响。结果表明：滚动轴承的最优滚道形状应使弹性接触应力分布均匀,并且这一形状随载荷与材料弹性模量的大小而变化,同时也受到钢球直径的影响;硬质滚动轴承的滚动体所受法向载荷对滚道最优形状影响不大,但柔性轴承的滚动体所受法向载荷对滚道最优形状影响显著;钢球直径对修形形状影响较大。     

铝合金曲柄冲齿工艺及模具设计

对铝合金曲柄梯形齿加工工艺进行了分析,介绍了冲齿加工铝合金曲柄方孔和模具结构及模具的工作过程,给出了凹模、定位柱和打料管的设计方法.对冲齿后梯形齿的表面粗糙度达不到要求的问题,提出了改进措施.改进后,它的表面粗糙度完全能达到产品图的要求.     

横梁筋板的结构仿生设计及优化

结合Workbench有限元分析软件,基于对乌龟壳的结构仿生,设计了一种拱形与纵横筋板相结合的新型横梁筋板结构。通过无筋板横梁的应力分布云图和对乌龟壳的结构仿生确定横梁筋板结构;通过拓扑优化技术去除横梁结构的冗余质量;筋板结构确定后,通过优化技术,以横梁的形变量、质量及固有频率作为性能指标,对横梁的关键尺寸进行灵敏度分析,以达到优化横梁的目的。优化后的新型筋板结构横梁与原型横梁相比在性能有了明显的提升。