磨削加工与机床设计初探

本文从国内外发展和应用的现状出发,阐述了砂带磨削的原理、特点及砂带机床的主要机构,并介绍了一个砂带磨床设计的实例。     

浅谈砂带磨削技术的发展现状

本文从国内外发展和应用的现状出发,阐述了砂带磨削的原理、特点及砂带磨削技术的发展趋势。     

内齿轮成形磨削砂轮架振动特性实验研究

为提高内齿轮成形磨齿机砂轮架结构的稳定性,应用有限元对砂轮架进行了模态分析和谐响应分析,得到了磨削头的前6阶振型和固有频率,研究了砂轮架的应力和位移对频率的响应特性.基于响应曲面优化分析法对砂轮架结构参数进行多目标优化,确定最优的结构参数,提高振动特性.在多种磨削工况下对优化前后的磨削头进行振动试验,结构优化后的砂轮架...     

轴向超声振动辅助磨削的磨削力研究

假设未变形磨屑厚度服从瑞利分布,推导了切削变形力的计算表达式;根据磨粒与工件的相对运动,探讨了超声振动对摩擦力的影响,分析了超声磨削时磨粒在砂轮切线方向上的摩擦力变化规律。综合切削变形力和摩擦力的理论分析,建立了轴向超声振动辅助磨削中磨削力的预测模型。对比实验的研究结果表明：由实验得到的磨削参数和振动参数对磨削力的影响规律与理论分析相一致,且仿真计算结果与实验测量结果的变化规律一致,从而验证了磨削力模型的可行性。     

石英玻璃微流道超声振动磨削加工及流动阻力特性研究

石英玻璃微流控芯片在医学诊断、生化分析和药物筛选等领域具有广阔的应用前景,高性能石英玻璃微流道的加工质量直接决定微流控芯片的使用性能。本工作采用超声振动磨削加工技术对石英玻璃微流道进行高效精密加工,首先研究了主轴转速N、进给速度v_f、磨削深度a_p和超声功率P对微流道表面质量和形状精度的影响,然后对超声振动磨削工艺参数进行优化,最后测试微流道的水流阻力,研究微流道水力直径对其流动阻力特性的影响。超声振动磨削加工实验结果表明：石英玻璃微流道的表面粗糙度R_a可达较小值0.191μm,形状精度RMS值和PV值分别达到3.332μm和23.783μm,并且微流道表面形貌完整,底部微观表面光滑,边缘整齐无明显崩边。流动性测试实验结果表明：石英玻璃微流道内流动摩擦阻力系数随雷诺数和水力直径的增大而减小,因此设计微流道时应尽量选择较大的水力直径,并且适当增大流速。     

二维超声振动磨削陶瓷的表面质量试验研究

采用金刚石砂轮对陶瓷材料进行了不同参数下的普通磨削和二维超声振动磨削试验,对获得的不同表面质量特征及不同的加工参数对表面质量的影响进行了分析。实验结果表明,在同样的加工条件下,超声振动磨削表面的沟槽浅而宽,在超声振动下砂轮不易堵塞,利于使用细砂轮磨削,因此超声振动磨削可以提高陶瓷材料的表面质量。     

砂带磨削机器人磨削曲面工件的工作空间及加工轨迹分析

研究了机器人砂带磨削加工技术,以克服传统磨削加工工作环境恶劣、劳动强度大的缺点。针对曲面工件的磨削加工任务,研究设计了3P3R构型的砂带磨削机器人;通过对该机器人运动学和工作空间的分析,应用数值分析方法得到机器人的大致可达工作空间;对待加工工件表面点进行数学建模,应用蒙特卡洛法对曲面工件的磨削加工轨迹进行了仿真分析,得到所有待加工表面点最接近于加工时的机器人姿态。分析结果不仅判断了工件是否具有可加工性,而且仿真分析的加工轨迹为工件加工的示教编程提供引导,同时提供了一种离线编程的途径。     

振动辅助磨削——压电平台的设计与制造

旨在研究振动辅助磨削．首先综述了用于不同条件下的振动辅助磨削以及利用振动辅助抑制砂轮堵塞的现象．还论述了振动辅助磨削的优点，例如降低磨削力和磨削温度，提高磨削效率和工件质量等．为了实现振动辅助磨削，设计和制造了一个由平行四连杆机构和压电驱动元件组成的压电平台，并且使用该压电平台进行了陶瓷材料的振动磨削实验．给出了振动磨削实验的初步结果并对结果进行了讨论．     

二维超声振动辅助化学机械磨削技术及单晶硅实验

为了提高材料去除率和加工通用性,本文提出了工具施加二维超声波振动辅助的化学机械磨削(CMG)复合加工方式,开发具有伸缩和弯曲两种模态的二维超声波振动子及实验装置.以单晶硅片为加工对象,进行单点切削加工轨迹特性分析,并比较不同加工模式以及加工参数对表面粗糙度和材料去除率的影响.实验结果表明,二维超声辅助下的单点切削轨迹存在更多延性加工趋势.在同样普通机床精度条件下,随着时间的增加,二维超声辅助CMG表面粗糙度明显改善,达到纳米级.较无超声情况下二维超声波辅助CMG复合加工材料去除率提高约1倍,可获得最优表面粗糙度5 nm,一维径向超声辅助加工结果次之.     

新型超声椭圆振动无心磨削技术

本文提出一种以超声椭圆振动板取代传统导轮的新型无心磨削技术,通过对该部件中的压电陶瓷（lead zirconate titanate,PbZrTiO3,PZT）施加交流电压,在该板端面产生超声椭圆振动并控制工件的旋转速度.从振型、激振方式、结构和尺寸等方面,对该超声椭圆振动部件进行了设计,研究了输入信号参数（频率、相位差和电压幅值）与振动部件中金属板端面超声椭圆振动的形状和幅值之间的关系.实验结果表明,该超声椭圆振动板具有良好的性能,其端面的超声椭圆振动能精确控制工件旋转的速度.最后,采用改进后的超声椭圆振动无心磨床对初始直径为1 mm～5 mm的微小圆柱形工件进行了磨削实验.实验结果表明,磨削后工件的圆度误差从20μm下降至3μm     

超声振动辅助磨削完全烧结氧化锆陶瓷牙冠的实验研究

针对现有全锆牙在制作过程中存在二次烧结、收缩精度难以控制等问题,提出了采用超声振动辅助磨削完全烧结氧化锆陶瓷牙冠的方法。从理论分析的角度对其运动学特性进行了研究,并通过超声振动辅助磨削和普通金刚石磨削实验,对该方法的可行性进行了分析。结合牙冠的加工特点,重点研究了主轴转速对材料去除率、表面粗糙度以及最大边缘碎裂的影响规律。实验结果表明,超声振动辅助磨削不仅能提升材料的去除率,有效抑制出口边缘碎裂,同时降低了工件表面的粗糙度,是实现完全烧结氧化锆陶瓷牙冠高效低损伤加工的新方法。     

电机定子铁芯振动特性分析的一种解析方法

随着新能源汽车的发展,用户对电机噪声的要求日趋严格,噪声振动分析已经成为电机开发中的重要内容.定子的电磁振动是电机的主要噪声源,由于电机定子的复杂结构,目前常用有限元方法建模分析定子铁芯的振动特性,耗时太长,不能满足定子优化设计的振动噪声特性快速计算要求.提出了一种解析方法用于计算定子铁芯的振动特性.采用厚壳-梁耦合结...     

一种用于振动时效系统的振动发生器

通过分析现有振动发生器（激振器）的不足之处,引出自己所设计的振动发生器。该振动发生器结构简单,工作频率范围广,可靠性高。     

最优控制振动响应的动力特性分析

本文继续了作者对关于受迫振动的最优主动控制的研究,分析了这种最优主动控制的结构动力学特性,证明了最优主动控制时的结构振动响应与控制力作用点的各动力参数m_(ij),c_(ij)和k_(ij)无关这一重要的动力学特性,并讨论了由此特性而具有的一些有用的结论。     

一种带障板宽波束宽带纵振动换能器

介绍了一种带障板宽波束宽带纵振动换能器。通过将纵振动换能器的纵振动模态和前盖板弯曲振动模态有效耦合来达到拓宽换能器工作频带的目的;并提出利用反声障板边界结构大幅度增大发射波束宽度的方法。利用有限元软件分析了其在水中的特性。分析结果表明,通过纵弯模态耦合方式可有效拓宽换能器的频带宽度;通过障板在纵振动换能器中的应用可有效调节纵振动换能器的波束特性,从而实现宽波束的目的。实际制作该换能器并测试了其在不同情况下的性能,测试结果表明:有限元分析结果跟实验测量结果吻合。在9.5~18 kHz的频率范围内实现了发送电压响应起伏不超过3 dB的宽带工作;在11、12、13、14 kHz,实现了120°~160°的宽波束。     

一种振动信号新变换法的研究

该文借助振动信号模型直观地阐明瞬时频率的物理意义，引出固有模态的及其应满足的条件；介绍Norden.E.Huang等人提出的关于固有模态瞬时频率的求法^[1]，关于信号组成的创造性假设及Hilbert-Huang变换信号分析法的主要内容，经验模态分解的过程和希尔伯特谱，边际谱的概念等；分析Hilbert-Huang变换的有效性，先进性和目前急需解决的问题，给出Hilbert-Huang变换的计算机实现流程图，最后通过分析实例检测HibertHuang变换的有效性和优越性。     

面导纳及其振动特性

本文研究反映结构之间接触表面上能量传递情况的面导纳及其振动特性。讨论了均布力和均布速度激励状态下矩形面导纳的计算方法，分析了受接触面积的大小和形状以及激励频率影响下的面导纳的动态特性及其与传统的点导纳的区别，提出了减少结构间接触面积上振动能量传递、提高隔振效果的有效方法。     

车辆变速器弯扭振动特性分析

为研究车辆变速器弯扭振动特性，以某车辆变速器为研究对象，根据振动弯曲理论，建立变速器齿轮轴系弯扭振动数学模型；将不规则的变速器侧面箱体简化为质量均匀的薄板，基于薄板理论推导考虑传动轴系弯扭振动激励下的箱体振动方程；对传动轴弹性化处理后进行模态分析得到其振型函数，采用数值方法求解齿轮轴系和箱体的振动响应；分析箱体和齿轮轴系振动特性，并设计台架试验进行验证。结果表明：测点试验结果与计算结果的均方根值最大误差为32%，且振动趋势一致。研究结果可为探明车辆变速器弯扭振动传递机理与变速器动态可靠性研究提供理论基础。     

顶装式波轮洗衣机振动模型及其动态特性分析

应用Lagrange方程建立了洗衣机桶体振动微分方程,采用Runge-Kutta法数值仿真出桶体脱水阶段的运动状态,讨论了阻尼、弹簧刚度、吊杆倾角及脱水启动函数对振动特性的影响,同时讨论了各参数对传递给箱体力的影响,最后给出了洗衣机结构设计方面若干有意义的结论。