基于叶序结构的机床立柱仿生设计

为了提高机床的强度与刚度,使其拥有良好的动静态性能,根据自然界植物生长的叶序结构,基于结构仿生原理和方法,对大型机床立柱的内部支撑结构进行仿生设计,并对仿生型立柱结构进行了静力学分析和模态分析。结果表明：与立柱原始结构相比,在采用互生、对生及轮生叶序设计的仿生型立柱结构中,按二列对生叶序设计的仿生型立柱结构质量减小5.25%,总体最大位移减小6.72%,最大应力降低了20.99%;各阶频率都有不同程度的提升,其中二阶频率提升最明显,达6.70%。这证明了基于叶序结构仿生设计方法的可行性,为机床仿生结构设计提供了新的思路。     

碳纤维复合材料加工中爪式卡盘夹紧力的测量问题

为满足切削碳纤维复合材料时爪式卡盘夹紧力的监测与控制需要,建立了用于回转体工件的夹紧力测量系统,并通过该系统对碳纤维复合材料加工中爪式卡盘的夹紧力进行了测量。从爪式卡盘离心力与刀具切削力两方面,分别对160r/min、240r/min、350r/min 3档主轴转速和0.5 mm、0.8 mm、1.0 mm 3种背吃刀量下切削碳纤维复合材料时夹紧力的损失情况进行了试验。试验结果表明：卡盘离心力对卡盘夹紧力造成的损失比刀具切削力造成的损失更大;针对给定的主轴转速和背吃刀量3组数据,卡盘离心力造成的对应于3档主轴转速的卡盘初始静态夹紧力损失分别占初始静态夹紧力的3.8%、6.9%、9.3%。     

TPT—2PTT并联机床工作空间特征因子的研究

本文通过对TPT—2PTT并联机床工作空间边界面的研究，给出其作业空间体积公式，得到决定工作空间的特征因子分析其对工作空间的影响。研究结果表明：该并联机床的工作空间是由六个特征因子决定的。     

结构化砂轮拓扑磨削阵列随行波表面研究

随行波表面是结构化表面中一种重要的表面,其具有优良的减阻性能。为磨削出阵列随行波凹坑表面,提出平面拓扑映射磨削结构化表面的方法。基于点集拓扑学理论,对随行波单元和排布进行拓扑特征分析并提取特征参量,结合凹坑表面磨削创成机制,建立在磨削过程中砂轮与工件的拓扑空间映射关系,设计出磨粒簇结构化砂轮,使用MATLAB软件对随行波表面磨削过程进行仿真分析,获得相关参数的影响规律,并通过磨削试验实现结构化表面的磨削。结果表明：使用拓扑学理论设计的结构化砂轮能够实现阵列随行波凹坑表面的磨削,且在磨削后随行波凹坑表面的拓扑属性保持不变,拓扑特征参数随着磨削用量的变化发生相应的变化。     

叶序排布凹坑旋成体表面设计及磨削的研究

为了在旋成体上磨削出叶序排布凹坑结构化表面,基于叶序排布理论对旋成体曲面划分出结构化单元;设计出叶序排布凹坑旋成体表面的三维模型,并分析结构化单元凹坑的拓扑特征变化量,给出了球形磨头磨削凹坑表面的策略。最后通过计算机仿真获得了磨削加工中主轴不同角度方向和叶序排布系数对结构化凹坑表面的影响规律,并进行了初步磨削实验。结果表明：此磨削方法可以实现叶序排布凹坑旋成体表面的加工,随着叶序排布系数减小,凹坑在旋成体表面上排布更加稀疏;当球形磨头绕不同轴线旋转磨削时,在凹坑内部可形成纵向纹理、横向纹理和同心圆纹理。     

TX1600镗铣加工中心横梁的动态特性分析

为研究TX1600型镗铣加工中心横梁的动态特性,在SolidWorks环境下建立横梁的三维实体模型,基于振动相关理论,运用Workbench软件对其进行模态分析,得出横梁的6阶固有频率及相应振型,并对其进行谐响应分析.结果得出横梁在受外部激振力下的动态响应特性,为横梁的优化设计提供了理论依据.     

磨粒簇叶序砂轮磨削结构化表面形貌仿真

为探讨磨粒簇叶序砂轮磨削平面结构化表面的形成机制,从磨削几何学出发,设计磨粒簇叶序排布砂轮并建立数学模型,推导出磨粒的运动方程,并研究实现结构化表面的磨削条件;利用Matlab对磨削过程进行仿真,分析不同参数下工件结构化表面的形貌特征。结果表明,通过改变磨削参数和砂轮磨粒簇形状可以获得凹坑、凸包和沟槽三种典型的结构化表面,其中叶序系数、磨削深度及工件进给速度与砂轮转速比是主要的影响因子。     

基于Web的虚拟机床加工仿真研究

随着计算机技术和网络技术的迅猛发展,虚拟制造技术成为当前制造业研究的新热点,虚拟加工过程仿真是虚拟制造中的关键技术.论文对基于网络的数控加工仿真关键技术进行了研究.在分析了VRML与JavaScript交互技术、材料去除算法、碰撞检测算法及NC代码编译等建立仿真平台关键技术的基础上,提出了一种基于Web的虚拟机床加工仿真系统.系统可实现Web环境下机床三维浏览、运动仿真、装配显示等功能,同时内嵌基于OpenGL技术开发的曲面加工仿真功能.使用者只需要通过安装相应插件的浏览器,即可对系统进行访问.相对于其他CAM商业软件,其具有系统文件简单,易于模块化扩展等特点.     

基于虚拟样机技术的并联机床动态特性分析

介绍了一种基于Steward平台的2TPT-PTT并联机床构型.利用虚拟样机技术, 在Solidewroks和Workbench的环境下,建立了2TPT-PTT并联机床的动态模型.运用有限元法对机构的运动分支的动态特性进行了研究,获得了其六阶固有频率及相应的振型.通过机构的谐响应分析,求解了机构的共振频率.研究结果表明:整个机构在170～180 Hz易产生共振,平行机构的连杆为其薄弱环节,为并联机床的优化设计提供了理论依据.     

磨粒簇有序化砂轮磨削凹坑摩擦减阻表面的策略

结构化表面在减小机械零件摩擦或表面拖曳阻力方面起到重要的作用。为获得一种结构化摩擦减阻表面的高效磨削法,基于砂轮的磨粒有序化排布设计理论,提出一种嵌齿式磨粒簇有序化排布砂轮磨削凹坑摩擦减阻表面的策略。开展磨粒簇有序化砂轮的设计理论研究,分析砂轮磨粒簇排布参数和工件凹坑表面排布参数的关系。探讨实现凹坑排布的磨削参数条件,以及凹坑与磨粒簇几何形状之间的联系。通过磨削试验验证了结构化凹坑表面的磨削形态及磨削创成机制。结果表明：利用嵌齿磨粒簇有序化砂轮能够实现叶序排布、错位排布和阵列排布结构化凹坑摩擦减阻表面的磨削;被磨削结构化凹坑表面的排布形态和凹坑形状取决于砂轮排布设计参数、磨粒簇几何形状参数、磨削参数的选择。