蜂窝状微坑结构的电化学加工研究

在摩擦副表面加工蜂窝状微坑作为改善滑动摩擦的途径已成为研究热点.研究了电解加工蜂窝状微坑结构的方法,介绍了加工原理和试验过程,分析了加工电压、加工时间、阴极贯穿孔尺寸、电解液等加工参数对所加工微坑的影响,优化了加工参数和加工条件,提高了所加工微坑的精度.     

旋转超声辅助微细电火花加工系统研究

为研究超硬材料多元智能融合加工策略以及超声振动对复合刃磨和微坑织构形成及分布的影响规律,提供了实验装置支持,研发了基于效率和微坑织构驱动的旋转超声电火花加工平台数控系统。该平台采用基于工控PC的开放式数控系统,实现了旋转超声加工的自动化,探讨了数控系统的软/硬件结构、功能模块划分、数控界面设计及脉冲电源设计等关键技术。结果表明:该系统运行安全可靠。     

多孔金属工具阴极电解加工微坑阵列试验研究

采用多孔金属工具阴极电解加工方法,在磷青铜表面加工微坑阵列以增大超声电机摩擦副接触面的摩擦系数,试验研究了脉冲频率、脉冲占空比、加工电压和有效加工时间对微坑阵列尺寸及加工定域性的影响。结果表明:微坑阵列尺寸及加工定域性随脉冲频率的变化而影响很小;微坑阵列加工定域性及微坑深度随脉冲占空比的增大而减小;微坑阵列尺寸随脉冲电压和有效加工时间增大而增大。在磷青铜表面加工时,高电压、短时间、低占空比、高脉冲频率参数时的加工定域性略高。     

碳纤维/树脂基复合材料铣削表面粗糙度及表面形貌研究

目的研究了CFRP材料铣削加工过程中,部分主要工艺对CFRP材料加工表面质量的影响规律,为工艺参数优化,提高此类零件的表面质量提供依据。方法设计了CFRP材料铣削中的切削参数、刀具结构、加工方法与加工表面粗糙度及表面形貌之间的单因素试验。通过单调改变一个切削参数而其余切削参数不变,得到了工件表面粗糙度和表面形貌随切削参数、刀具结构、加工方法的变化规律。结果当铣削速度增大时,工件的表面粗糙度变化不大,表面微坑缺陷的数量却有所增加,但变小、变浅。当进给速度增大时,工件表面粗糙度呈上升趋势,表面缺陷也随之增加。无涂层多齿刀具铣削后的工件表面粗糙度最大,其次是金刚石涂层多齿刀具铣削的工件,最小的是金刚石涂层交错齿刀具铣削的工件。多齿刀具加工后的表面有较多的微坑缺陷,但普遍深度较浅且面积较小。交错齿刀具对分层缺陷的抑制作用最明显,但在左旋和右旋刀齿交错处容易出现较严重的加工缺陷。与普通机械加工方法相比,超声振动加工方法得到的工件表面质量较好,可以有效减少表面微坑缺陷,改善CFRP铣削加工表面质量。结论 CFRP材料铣削加工时,为了获得较好的加工表面质量,切削参数应选用较高的切削速度和较低的进给速度,切削刀具宜选用多齿带涂层刀具。和普通机械加工方法相比,超声振动铣削加工方法更为有利于获得好的表面质量。     

数控加工缸套工作表面微坑的方法研究

提出了数控加工缸套工作表面的基本原理,在数控机床上实现对微坑加工的自动化,提高了微坑的加工效率.设计了矩阵工具头.接着在分析了微坑参数和分布的基础上,编制了微坑数控加工程序,这样可以很好地控制微坑地深度,使加工出来地微坑均匀一致.由于微坑分布和结构参数可控,且所有微坑均匀分布和相互独立,可以在缸套与活塞表面建立动压润滑.最后给出了台架实验结果,从而论证了数控加工缸套工作表面微坑的优越性.     

基于电场的双层模板电解加工微坑过程模拟

双层模板电解加工技术是加工摩擦副表面阵列微坑的一种有效手段。以双层模板电解加工单个微坑为例,提出一种新的分析和处理方法对其成形规律进行模拟和分析,建立模板电解加工微坑的极间电场模型,根据电解加工成形理论,利用APDL语言进行数值分析,模拟双层模板电解加工微坑的加工过程,并给出相应的试验验证模拟结果。     

线阴极滚印式掩膜电解加工微坑阵列试验研究

目的 为了解决现有电解加工技术中难以使用同一装置在多种型面零件表面一次性大面积制备高精度微坑阵列的现状。方法 提出一种可用于多种型面零件批量加工微坑阵列的线阴极滚印式掩膜电解加工技术,设计了一种滚筒式掩膜复合线阴极的阴极工具装置,采用铜丝(直径500μm)作为阴极,图形化的聚氯乙烯(PVC)作为掩膜,在10%NaNO₃电解液、0.1 mm极间间隙条件下,在不锈钢304材料工件表面进行电解微坑试验,探究电压、阴极工具旋转速度、阴极尺寸对加工微坑阵列形貌的影响,通过超景深显微镜、扫描电子显微镜以及奥林巴斯显微镜对电解后的工件试样表面进行表面微观形貌观测。结果 选用10.5 V的电压、0.2 r/min的旋转速度可在工件表面加工出高精度、高一致性的微坑阵列,其微坑直径分布范围为402.8～440.3μm,深度范围为66.2～74.2μm,微坑粗糙度范围为0.42～0.83μm。与传统的圆环型阴极电解加工结果对比,线阴极电解加工出的微坑阵列直径偏离掩膜孔尺寸小、定域性高。结论 使用线阴极滚印式掩膜电解加工方法可在不锈钢304材料工件平面、内圆柱面及外圆柱面制备大批量、高精...     

掩膜电解微坑阵列对钛合金表面疏水性能的影响

为了提高钛合金表面的疏水性能,采用润湿理论模型与多物理场耦合仿真相结合的方法,建立接触角与掩膜电解加工工艺参数之间的直接映射关系,揭示微坑阵列掩膜电解加工对表面疏水性能的作用。建立接触角与微坑阵列几何尺寸间的表面疏水理论模型,对掩膜电解加工进行多物理场耦合仿真;理论模型与仿真结果相结合,获得了接触角与掩膜电解加工工艺参数之间的直接映射关系。此外,以表面接触角为因变量,以电解质质量分数、掩膜尺寸和电解电压为自变量,进行正交试验仿真和计算,获得了最佳工艺参数组合并进行试验验证。与仿真计算相比,试验测量得到的微坑阵列直径、间距、深度、表面接触角误差分别为2.49%、6.87%、7.40%、6.01%,从而表明该方法在未经低表面能材料修饰的情况下,成功制备接触角约为141°的微坑阵列疏水表面。     

硅烷偶联剂对表面微坑复合PTFE的减摩及缓释性能影响研究

目的探究硅烷偶联剂对缸套表面微坑复合PTFE微粒的减摩和缓释性能的影响。方法利用激光刻蚀机在缸套表面加工不同参数的微坑,并依据摩擦系数对表面微坑参数进行优化。选取最佳表面微坑参数,进行加工,并机械涂覆经硅烷偶联剂修饰的PTFE,制备复合润滑结构。采取往复式摩擦磨损试验机对复合润滑结构的减摩性能进行分析。利用SEM和EDS研究摩擦副的表面形貌和成分,采用三维共聚焦显微镜研究微坑内PTFE的释放情况。结果在热压复合方法下,直径为0.4 mm、深度为120μm的微坑复合PTFE具有最佳的减摩效果。硅烷偶联剂的加入会进一步改善摩擦副之间的减摩性能,其摩擦系数为0.1248。与未处理缸套试样、微坑处理缸套试样、热压复合PTFE缸套试样进行对比,其摩擦系数分别降低了24.3%、18.8%和11.2%。另外,硅烷偶联剂还可以减缓表面微坑内PTFE的释放,延长作用时效,与热压复合方法相比,微坑内PTFE颗粒的释放速率约降低96.3%。结论复合润滑结构能够改善摩擦副之间的摩擦状况,其减摩和缓释机理是固体自润滑材料、表面微坑和硅烷偶联剂协同作用的结果。     

摩擦副表面微坑结构的微细电解加工技术研究

降低发动机的机械损失一直是研究热点,在摩擦副表面加工微坑,作为改善滑动摩擦的方法已引起了研究者的重视.提出了采用微细圆柱群电极电解加工微坑的工艺方法.以电火花反拷贝的方法制备了直径为250 μm的单排微细圆柱群电极,进行微坑的排电极电解加工工艺实验,获得了平均直径361 μm、深度7.8 μm的摩擦副表面微坑.