航空叶片打磨余量分析及轨迹生成

针对航空发动机叶片打磨加工前,叶身余量分布不均且较小的问题,提出一种基于毛坯点云配准的加工余量分析和自适应打磨轨迹生成方法。利用精确扫描测绘技术获取毛坯三维点云,形成了毛坯/零件数模二者点云配准方法;通过基准对齐、点云轮廓包含等条件约束,实现了毛坯三维加工余量分析;在余量分布点云基础上,通过截面获取加工点云轨迹,对轨迹点云进行珠链排序,将轨迹排序点有效化,计算出连续合适的打磨路径,实现自适应余量打磨。最后在Vericut软件中进行了打磨仿真,验证了提出方法的有效性。     

基于砂带表面磨粒分布的螺杆曲面重复磨削区域 表面粗糙度预测

为提高螺杆转子磨削效率开发螺杆同步磨削装置,分别采用不同方式对螺杆凹凸两面进行磨削,由此会在连接处产生重复磨削区域。为保证重复磨削区域表面质量满足螺杆使用要求,对该区域表面粗糙度进行预测。首先基于瑞利分布建立砂带表面磨粒分布模型;在此基础上,根据磨削去除机理及螺杆廓形对磨削后的螺杆表面形貌进行预测;其次,依据表面粗糙轮廓度定义得到不同工艺参数下的表面粗糙度预测值。最后通过螺杆磨削及测量实验验证提出算法的准确性。实验结果表明提出的算法平均误差为6.27%,最低误差为0.16%,因此提出的算法可为螺杆转子砂带磨削表面粗糙度预测提供理论依据。     

旋转超声磨削钛合金有限元仿真与试验研究

为了研究固结磨粒磨具的磨料粒度对旋转超声磨削钛合金磨削力的影响,采用随机空间平面切割正六面体的方法构建了具有实际磨粒几何特征的不规则多面体磨粒,并基于虚拟格子法建立了磨粒在磨具端面随机分布的多颗磨粒磨具模型。使用Deform-3D软件构建了三维旋转超声磨削钛合金有限元模型,采用拉格朗日增量算法获得了多颗磨粒磨具旋转超声磨削钛合金Ti6Al4V的磨削力仿真值,得到了磨料粒度对磨削力的影响规律,并通过试验进行了验证。结果表明,旋转超声磨削钛合金磨削力随着磨料粒度的增大而减小,且试验结果和仿真结果具有一致性,说明了多颗磨粒磨具模型、旋转超声磨削有限元模型具有一定的准确性,为多颗磨粒磨具旋转超声磨削的相关研究提供了新的方法。     

铁铕共掺杂的TiO_2空心微球的制备及光催化活性

通过溶胶-凝胶法制备铁铕共掺杂的TiO_2(Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2)空心微球,采用XRD、TEM、BET和XPS等对样品进行表征,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为目标反应,评价其光催化活性。结果表明:SiO_2微球表面均匀地包覆了1层TiO_2,超声有利于提高SiO_2@TiO_2复合微球间的分散性,同时也发现煅烧前对SiO_2@TiO_2复合微球进行研磨处理后所得的Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2空心微球部分塌陷,而未研磨和煅烧后研磨所得Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2空心微球完整性较好。XRD和BET分析表明,Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2空心微球为锐钛矿且具有良好的介孔结构,铁铕共掺杂在TiO_2空心微球中产生协同作用,使Fe3+-Eu3+/TiO2空心微球的粒径进一步减小,比表面积增大。当Fe~(3+)的掺杂量为1.0%、Eu~(3+)的掺杂量为0.5%时,Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2空心微球的光催化活性最高。     

单颗CBN磨粒磨削20CrMo的微观成屑过程研究

为研究20CrMo材料的磨削去除机理与微观成屑过程,采用Johnson-Cook模型作为20CrMo的本构模型,应用有限元软件Abaqus建立了单颗CBN磨粒磨削20CrMo成屑过程的三维有限元分析模型。通过该模型探究不同磨削参数下的微观成屑过程,仿真分析结果表明:磨削速度对成屑过程中的耕犁与成屑阶段影响较大,磨削深度对滑擦与成屑阶段影响较大。设计了单颗磨粒磨削实验装置,对微观成屑进行了实验研究与分析,从磨痕沟槽和磨屑的整体特征来看,实验结果与仿真结果都较为吻合,验证了该三维仿真模型的正确性。     

Ni-金刚石复合涂层的结构优化及基础磨削性能

采用电沉积技术在304不锈钢基体上制备了Ni-金刚石复合涂层。通过金刚石掺入量、加厚镀时间优化了金刚石复合涂层结构,利用球-盘式摩擦磨损试验仪研究了优化后的金刚石复合涂层对不同材料偶件(GCr15、SiC、304不锈钢)的磨削性能。结果表明:金刚石掺入量为1.5g/L时,金刚石上砂均匀且密集;加厚镀15min时,金刚石埋入率约为2/3,附着强度较好,适合磨削加工;GCr15、SiC、304不锈钢3种材料偶件的磨损体积依次减小,分别为:0.353 76mm~3、0.315 90 mm~3、0.194 01 mm~3,金刚石复合涂层对GCr15有较好的磨削性能;金刚石复合涂层磨削GCr15、SiC、304不锈钢均发生了磨粒磨损,此外,GCr15还发生了微弱的化学磨损,不锈钢发生了较明显的化学磨损和粘着磨损。     

Experimental investigations into electric discharge grinding and ultrasonic vibration-assisted electric discharge grinding of Inconel 601

The paper presents experimental investigations into electric discharge grinding (EDG) and ultrasonic vibration-assisted electric discharge grinding (UVAEDG) of Inconel 601. The process parameters selected for both processes were duty cycle, discharge current, pulse on time, grinding wheel speed, work speed, and speed ratio to study their influence on responses like surface roughness (R_a) and material removal rate (MRR). It was found that duty cycle, wheel speed, work speed, discharge current, speed ratio, and pulse duration significantly influenced MRR and R_a. It was inferred that MRR increased with increase in duty cycle, wheel speed, current, work speed, and pulse duration in both EDG and UVAEDG processes. It was also inferred that R_a increased with rise in duty factor, pulse on time, and discharge current in EDG and UVAEDG processes.     

工业重载液压力伺服系统的抗扰动控制

由于重载荒磨机负载惯性大阻尼小, 施力系统开环传递函数含有一对纯虚零点, 而且负载特性变化会明显影响开环频带宽度. 同时, 砂轮高速旋转会产生高频率大幅度的偏心力干扰, 由于系统频响较低, 单纯的输出反馈方式无法抑制干扰. 本文通过采用非线性跟踪微分器提取状态观测量并引入非线性前馈系数, 消除了纯虚零点, 消除了负载特性变化对开环频宽的影响, 显著地抑制了外部位移干扰和偏心力干扰, 从而使得产品质量大幅度提高.     

Accurate robotic belt grinding of workpieces with complex geometries using relative calibration techniques

Robotic belt grinding operations are performed by mounting a workpiece to the end effector and commanding it to move along a trajectory while maintaining contact with the belt grinding wheel. A constant contact force throughout the grinding process is necessary to provide a smooth finish on the workpiece, but it is difficult to maintain this force due to a multitude of installation, manipulation, and calibration errors. The following describes a novel methodology for robotic belt grinding, which primarily focuses on system calibration and force control to improve grinding performance. The overall theory is described and experimental results of turbine blade grinding for each step of the methodology are shown.