炮管混合膛线的数控加工仿真

针对渐速混合膛线电解加工(Electroclaemical Machining,ECM)阴极设计难度大,研制周期长等问题,采用数控仿真设计阴极工作齿.根据给定的几何参数和弹道方程分别建立数学模型和几何模型,进行加工仿真.根据修正后的模型参数设计出电解加工阴极,加工出炮管膛线.实验表明:在电解加工过程中采用计算机辅助设计的方法设计炮管膛线阴极,可减少试验次数,缩短阴极工作齿的设计周期.     

拉式顺流膛线阴极电解加工间隙流场分析

针对传统膛线阴极电解加工时加工间隙流场发散、电解液逆流使电解机床主轴受力大以及阴极工作齿严重烧伤时整体阴极报废等问题,设计了一种电解液在阴极内部换向、加工间隙顺流、可更换工作齿的大口径深混合膛线拉式阴极结构,采用多物理场仿真软件COMSOL对加工间隙流场进行仿真.结果表明拉式顺流阴极流场分布优于传统拉式正流阴极.在确定拉式顺流阴极结构的前提下,阴极圆锥盘角度为100°、斜小孔倾斜50°、回液小孔孔径为2mm时电解液压力损失最小,最有利于电解产物的排除,电解液排除顺畅.     

身管膛线类型及其动力学影响研究

为了比较火炮身管等齐膛线、渐速膛线和混合膛线之间的动力学响应差异,采用动力学分析方法分析了身管膛线导转侧力、膛线约束下的弹丸轴向加速度,以及不同身管膛线条件下的炮口振动响应的变化规律.结果表明,在弹丸出炮口位置附近,等齐膛线导转侧力最小,渐速膛线导转侧力最大;等齐膛线导转侧力曲线光滑,而混合膛线导转侧力变化剧烈、曲线载荷梯度非常大;当弹头刚露出炮口时,混合膛线导转侧力突变范围达3倍之多,混合膛线约束下的弹丸轴向加速度在炮口附近有突跳;与等齐膛线相比,混合膛线引起的炮口绕身管轴线转动角速度和角加速度分别增加了92.7%和367.5%.等齐膛线有利于弹丸膛内平稳运动,有利于减小炮口振动响应.     

火炮膛线尺寸光电检测技术研究

本文介绍了一种采用数显光栅传感器和计算机数据处理技术来检测火炮身管膛线尺寸的光电设备，可以代替传统的机械式测量仪，实现火炮膛线尺寸的自动检测。并简述了这种检测设备的工作原理与精度分析。     

断裂力学在火炮身管上的应用

目的　研究火炮身管的临界裂纹和初始允许裂纹尺寸 .方法　依据断裂力学理论 ,导出了火炮身管的临界裂纹和初始允许裂纹尺寸计算的数学模型 .结果　利用建立的数学模型 ,结合某高炮身管的有关数据 ,计算出了该炮身管的临界裂纹和初始允许裂纹尺寸 .结论　通过理论和实例分析说明了火炮身管在制造过程中控制裂纹产生的重要性     

炮管膛线电解加工计算机仿真系统研究

炮管膛线电解加工需要通过试验反复修正阴极，研制周期长，试验难度大．采用OpenGL三维图形标准在Visual C＋＋编程环境下，开发计算机仿真系统，绘制阴极工作齿三维图形，利用专家系统提供的加工参数，实现对阴极运动轨迹及加工过程的仿真，最后对虚拟加工膛线进行线形检验，输出参数，完成阴极的虚拟设计、该系统操作简单，性能稳定，结果表明，这是减少实验工作量，缩短阴极设计周期的可行途径．     

深孔、螺旋线、长花键加工技术及设备

深孔、螺旋线、长花键加工技术属于非传统制造技术，非传统制造技术是利用电、热、光、声、化学、磁、分子动能等能量来加工金属和非金属材料的，已经成为加工高硬度、高韧性、高脆性的难加工材料和复杂型面、低刚度薄壁零件、弹性零件的有效方法．该技术将电解加工（ECM）、电解在线修形（ELID）和电化学微细加工技术（EMM）相结合，采用计算机控制电解加工的技术和设备，解决传统机械加工不易完成的深孔、螺旋线、长花键等难加工问题，尤其是火炮身管微机控制及磁场复合优化工艺首次将永磁体引入电解加工，利用磁场对电化学加工中电场分布和流场分布产生的影响现象，有效减小杂散腐蚀，提高加工精度，解决了身管不等齐缠度和等齐缠度混合膛线的加工难题，加工精度达到国际领先水平，     

混合膛线电解加工阴极结构和工艺参数优化

为了解决大口径炮管混合膛线电解加工时渐速段与等齐段膛线宽度不一致的问题,通过工艺试验对阴极工作齿齿形、工艺参数进行优化.选择不同的工作齿内收角,在不同的电压下,分别对渐速段采用渐变的进给速度,在等齐段取恒定的进给速度,每加工一次,对炮管的各段进行切片、测量,反复试验,已达到调整工艺参数的目的.结果表明,阴极工作齿的内收角为8°时,在渐速段阴极进给速度由19 mm/min变化到25 mm/min,在等齐段进给速度为25 mm/min,加工出的膛线各段槽型一致性较好,软件分析与工艺试验结果相符.     

断裂力学在火炮身管上的应用

目的 研究火炮身管的临界裂纹和初始允许裂纹尺寸。方法 依据力学理论,导出了火炮身管的临界裂纹和初始允许裂纹尺寸计算的数学模型。结果 利用建立的数学模型,结合某高炮身管的有关数据,计算出了该炮身管的临界裂纹和初发允许裂纹尺寸。结论通过理论和实例分析说明了火包身锭在制造过程叶控制裂纹产生的重要性。     

机械自紧火炮身管残余应力分析

为计算具有包兴格效应和卸载硬化效应的机械自紧火炮身管的残余应力,对卸载阶段的火炮身管进行弹塑性分析,得到火炮身管卸载阶段的弹塑性解和弹性解,再结合理想弹塑性材料模型加载阶段的弹塑性解,得到了火炮身管反向屈服半径、残余应力和残余径向位移计算公式.为验证公式的准确性,将理论值与实验值进行比较,误差很小.     

电解液沉淀池设计及其参数化实现

针对大口径膛线电解加工过程中最易形成瓶颈的电解液过滤问题,文中分析了氢氧化铁的生成速度、沉淀速度、产物成分及性质,提出一种完整的沉淀池设计方法.为了增加电解液滤过路径的长度,探讨了使澄清液通过出水堰进入清液池的复式电解液池结构.根据设计流量,计算沉淀池的表面水力负荷.按加工电流及污泥层高度选择有效水深和污泥斗高度,计算沉淀池容积并设计其他各部分尺寸,校核电流容量、中心管流速及堰负荷,结果满足设计要求.采用LabVIEW对加工过程污泥层高度进行模拟显示,实现了电解液池的参数化设计.     

利用UG动态装配实现数控电解加工过程模拟

基于UG软件平台,采用其二次开发工具UG/OpenAPI和动态装配方法,实现数控电解加工过程的动态模拟,从而验证数控加工轨迹,检测工件、阴极间的间隙,判断是否发生干涉,实现去除材料的加工模拟并生成加工结果模型,为数控代码、阴极设计的改进提供依据,为试验加工打下基础.重点探讨了这一工具开发的关键点,并进行了工艺试验.     

超声辅助振动工具阴极的超声振动装置研究

提出采用超声辅助振动工具阴极实现小初始加工间隙电解去毛刺加工。设计了一种安装在针阀体喷孔脉冲电流电解去毛刺试验装置的超声辅助振动阴极结构。对超声振动装置的超声波发生器和超声波振动系统进行了研究。通过针阀体喷孔电解去毛刺试验结果表明:超声辅助振动阴极结构有利于减小间隙误差,从而喷孔内入口处倒圆半径偏差得以减小,流量分散度有所降低。     

中极法电解—磨削外圆阴极面的设计

中极法电解——磨削是电解加工的一个分支,它使用钝化性电解液,能加工高硬度“难加工”的金属材料,质量较高,对工件和机床的散蚀与腐蚀都很小。本文提出了阴极型面的设计方法,建立了型面圆弧半径的计算方程式。比较详细地研讨了钝化性电解液与阴极型面设计两个关键,并提出了试验数据。     

型面电解加工复合磁场试验研究

针对复杂型面电解加工流场设计难的问题,根据磁场和电场相互作用的原理,在电解加工装置中安置磁路,使磁场作用于作为导电介质和反应介质电解加工间隙中的流体,影响间隙中离子的分布,进而影响流场,以简化流场设计.为了提高电解加工间隙的实际磁感应强度,在夹具和阴极中的磁铁两头安置轭铁;同时分别采用磁感应强度不同的铁氧体和钕铁硼,以修正零件两头与中部流场的差异.试验表明磁场配置对减轻型面的杂散腐蚀有一定影响.     

微细结构超声电解复合加工工艺研究

利用组合电加工方法制作的多种微细工具阴极,对多种材料进行了微细超声与微细超声电解复合加工的对比试验.结果表明微细超声电解复合加工对于提高微细结构加工效率与成形精度有明显效果.     

分立式阴极工作齿与阴极体错位角的实现

针对传统的固定工作齿式阴极在加工混合膛线时的不足,提出将工作齿与阴极体做成独立的既联系又存在相对运动的分立式阴极结构的方案.工作齿由10个轮形工作齿盘组成,每个工作轮齿与具有不同模数和齿数的齿轮啮合.当阴极按弹道方程运动时,轮齿形工作齿盘受嵌入阴极体中微电机驱动的减速装置的带动,作相对于阴极体的转动,每个工作轮齿相对于阴极体形成不同的角度.微电机的控制由VB程序实现.用ProE做了运动仿真验证,结果表明,该结构可实现由程序控制工作齿盘运动,使工作齿始终保持与加工位置的缠角一致,可以有效的避免阳线"过切".     

一种利用PSD测量火炮身管直线度的方法

利用半导体激光准直光束作为测量参考基准,用位置敏感探测器(Position-Sensitive Detector,PSD)作为接受器件,研制了一套火炮身管直线度自动检测系统.该系统集精密机械技术,激光准直技术,电子技术,计算机技术等多学科为一体,实现了火炮身管直线度的非接触无损自动检测.对系统的结构设计、检测原理及系统...     

较大尺寸的内六角盲孔的加工

在一根长达６００ｍｍ以上的某大轴的一端,需要加工出一段较大尺寸的内六角盲孔,如果采用通常的机械方法加工,是比较困难的或效率很低。若采用电解加工,其方法是可行的,经试验与使用证明,效果与效率都是不错的。现就这个问题,来进行工艺参数与阴极等方面的设计。     

变截面异型螺旋型腔电解加工流场分析

针对闭式整体构件电解加工间隙流场分布不均匀的,基于电解加工间隙流场,设计了阴极过水孔工作端面,比较了不同背压条件下电解加工间隙流场,分析了间隙流场空穴、涡流现象.研究结果表明,通过改变过水孔分的疏密,孔径的大小和形状,增加背压,消除了间隙流场中低流速区域,电解液较低流速区域的速度由0.239 7m/s提升至0.508 5m/s,减少了空穴和涡流现象的发生,优化了阴极结构.