脊状结构组合式轮片状阴极工作齿齿形优化设计

针对组合式轮片状阴极工作齿（TWTC）齿形优化设计,研究脊状结构的形状参数与减阻量之间的关系。根据湍流边界层粘性底层流速服从线性分布的规律,利用粘性底层流速分布公式来计算流场特性参数,提出将脊状结构、圆角过渡用于组合式TWTC齿形修形。对未修形、脊状结构、圆角过渡组合式TWTC修形的电解加工间隙流场进行仿真和试验验证。结果表明：采用脊状结构修形工作齿可以有效减小电解液流道的阻力,提高加工间隙电解液的流速,使加工间隙最高流速从42.5 m/s提高到58.6 m/s,加速了阳极溶解速度,提高了材料去除率;采用圆角过渡修形工作齿能够减少、甚至避免空穴、涡流、分离、气泡现象产生,实现均匀小间隙稳定深孔内螺旋线加工,提高加工精度和表面质量。     

多工位同时加工的整体阴极及电解加工装置设计

为解决多工位复杂形状型槽的难成型问题,设计了一套能够实现多工位同时加工的整体阴极和电解加工(ECM)装置,通过试验优化结构参数;阴极工作型面的设计基于Laplace方程的反问题,从cosθ法求得的阴极雏形出发,通过ANSYS 8.0对间隙电场分布进行有限元计算,与实际工件的边界比较,修改阴极边界,进行下一轮迭代计算.通...     

万能工具磨床钻头端齿的数控加工和参数化编程

为了解决传统的方法加工钻头端齿精度和一致性不高的问题,对数控系统中万能工具磨床加工钻头端齿进行研究。分析了万能工具磨床的机械结构,根据钻头端齿的组成部分,结合该刀具的加工要求,通过对各工艺过程的组合,以圣维SKX4-F数控系统为平台,开发出适应加工钻头端齿的参数化编程软件。根据加工工艺要求,输入相应的工艺参数和工艺代号,数控系统即可自动生成固定格式的加工程序。实际应用表明,该方法可以很好地解决钻头端齿的加工问题。     

齿隙非线性研究进展

系统地介绍并总结了近年来齿隙非线性控制领域的研究成果。对不同齿隙模型作了分析,总结了目前齿隙非线性的补偿方法,结合齿隙位于被控对象中不同位置的控制系统,介绍了各种控制理论和控制策略在齿隙非线性控制领域的研究进展,并展望了该领域未来的研究方向。     

磨削硬齿面插齿刀波形前刀面用凸轮设计、制造方法

锥基波形前刀面硬齿面插齿刀是一种硬齿面插齿刀的新构形刀具,其前刀面为非圆弧曲面。在建立了加工该前刀面用凸轮理论廓线方程的基础上,用最小二乘法对该廓线进行了圆弧拟合加工仿真,并进行了加工试验。试验结果表明,用该方法加工的锥基波形前刀面硬齿面插齿刀接近AA级标准。     

TiAlN涂层错齿BTA钻头钻削性能与磨损机理研究

为提高错齿BTA钻头的钻削寿命与钻削孔的质量,采用TiAlN涂层与未涂层错齿BTA钻头对核电管板进行深孔钻削试验。通过扫描电子显微镜观察钻头的磨损形貌、能谱仪分析失效钻头刀齿表面物质的结构,揭示错齿BTA钻头的磨损形式与机理。研究TiAlN涂层对钻削核电管板错齿BTA钻头的钻削性能、钻削力、加工孔表面粗糙度、孔径偏差的影响。结果表明:错齿BTA钻头磨损最严重的是外齿与第1导向条,钻头的磨损主要以黏结磨损、扩散磨损和磨粒磨损为主,刀齿切削刃的磨损影响钻削力,外齿定径刃的磨损影响加工孔径,导向条的磨损影响加工孔壁的表面粗糙度;TiAlN涂层使错齿BTA钻头的钻削能力提高2.8倍,减小钻削扭矩和扭矩值的波动,提高钻削孔的质量。     

螺旋深小孔电解加工间隙多相流场特性及实验研究

针对电解加工(ECM)成形尺寸难以预测与控制问题,以螺旋深小孔ECM 为研究对象, 采用Mixture 多相流模型、扩展的资-着湍流模型与SIMPLEC 算法,应用流体力学分析软件Fluent 对 ECM 间隙两相流进行了数值模拟和验证性实验,揭示了ECM 间隙流场的流动特性。研究结果表明:间隙流场的流速分布影响着间隙内产物的排出规律,随着孔深加大,流速沿流程逐渐减小,使得加工稳定性变差;沿电解液流程方向上间隙气泡率含量逐渐增加,致使电解液电导率逐渐降低,工件加工后尺寸前大后小,增加出口背压在一定程度上可以改善这一问题;阴极形状影响着间隙内流场的流动特性,合理的阴极形状可避免间隙流场“死水区冶的形成及短路和烧伤现象发生。     

错齿内排屑刀具深孔加工中的刀具振动特性对孔圆度形貌的作用机制

依据错齿内排屑刀具深孔加工的实际特点,构建了受刀具横向振动特性影响的加工孔圆度形貌模型。运用动力学半解析法,在保证刀具系统动态分析精度的前提下,将复杂深孔刀具系统离散为多段具有局部特征的梁单元,其中相邻单元之间满足模态形函数传递矩阵的连续条件。结合Newton-Raphson迭代法,给出了深孔圆度形貌形成轨迹的数学描述,以及深孔刀具动态特性与加工孔圆度形貌之间的关联关系。通过数值算例验证了所提出方法的可行性,同时为实现深孔切削过程加工孔圆度误差的预测与控制奠定了基础。依据错齿内排屑刀具深孔加工的实际特点,构建了受刀具横向振动特性影响的加工孔圆度形貌模型。运用动力学半解析法,在保证刀具系统动态分析精度的前提下,将复杂深孔刀具系统离散为多段具有局部特征的梁单元,其中相邻单元之间满足模态形函数传递矩阵的连续条件。结合Newton-Raphson迭代法,给出了深孔圆度形貌形成轨迹的数学描述,以及深孔刀具动态特性与加工孔圆度形貌之间的关联关系。通过数值算例验证了所提出方法的可行性,同时为实现深孔切削过程加工孔圆度误差的预测与控制奠定了基础。     

基于切削参数的齿面润滑最大油膜压力预测模型构建

为填补基于齿面加工工艺参数预测齿面润滑的最大油膜压力的空缺,以高碳铬轴承钢为实验材料,首先,通过正交实验方案进行高速切削试验,探究齿面加工切削参数对表面粗糙的影响规律;其次,通过弹流润滑数值分析计算基于高速切削加工表面粗糙度的齿面润滑最大油膜压力;最终,通过MATLAB编程构建基于正交试验法的齿面润滑最大油膜压力预测模型。结果表明:切削参数对表面粗糙度的影响程度为每齿进给量切削速度切削宽度轴向切深;最大油膜压力与表面粗糙度呈正相关,最小油膜厚度受表面粗糙度的影响较小,可以忽略;通过最大油膜压力的经验公式可以看出,最大油膜压力受切削参数的影响顺序与表面粗糙度一致。     

基于LIGA工艺的微齿轮误差特点

不同加工方法所产生的误差会有不同特点,鉴于未见MEMS领域误差特点研究的文献,采用采样设计对比法检测了微型齿轮的齿顶圆半径偏差、齿根圆半径偏差、齿厚偏差和齿形误差。对误差进行的统计表明:LIGA工艺加工微齿轮和微齿轮孔的误差偏向均为负向,且加工微齿轮孔的误差要大于微齿轮,设计复杂孔和轴时预留的单边余量应为15μm。分析表明,这些特点与加工方法导致的误差产生原因是吻合的。     

5.8mm/7.62mm模块化步枪运动特性匹配分析

不同口径步枪匹配问题是变口径模块化步枪系统研制需解决的关键问题。利用Adams软件建立了5.8 mm和7.62 mm变口径的模块化步枪数值仿真模型,通过与试验数据对比验证了模型的正确性。基于该模型进行了枪机框运动特性匹配、供弹匹配和抛壳匹配分析。引入了枪机框运动特性匹配度的概念,建立了枪机框运动特性匹配准则,根据该准则得到了合理的设计方案。结果表明：通过改变导气孔直径,可以基本实现枪机框运动特性匹配;改变供弹斜面的倾角和增加圆角,可以提高两种步枪弹供弹匹配性和稳定性;通过更改抛壳窗位置可以实现两种步枪弹抛壳匹配。     

数控拉线机控制系统的软件可靠性设计技术

为提高拉线工艺的可靠性,对控制系统的软件可靠性设计技术进行研究。分析数控拉线机的膛线自动加工过程,分别从中断的自动恢复技术、工艺参数与膛线方程绑定校验、刀具基准调整互锁保护技术、工艺循环完整性保证等方面进行设计。从系统调试及实际加工过程的长时间验证结果来看,整个工艺过程的数字化能得到很好的保证。     

狙击步枪瞄准系统自动校正方法研究

为解决复杂条件下狙击手校正速度慢和对环境判断不准的问题,提出一种自动校正瞄准点的瞄准镜装置。将各类传感器集成到瞄准装置中,探测影响弹道轨迹的参数,由弹道解算算法算出弹丸的初始偏移量,以偏移量为输入参数反向求解枪支调整的射角,进一步解算调整射角后的弹着点坐标,与目标位置进行对比,通过寻优分割法修正射角直到射击精度满足要求,校正后的瞄准点以十字或光点形式投影在瞄准镜上。仿真对比表明,自动校正系统与实际校正结果吻合,使用该方法能快速实现精确校准,为新一代狙击步枪瞄准设备的研究提供了方向。     

高频点射步枪动力学仿真分析

为提高步枪的命中概率,研究了一种新概念高频点射枪弹和高频点射步枪.基于凯恩多刚体动力学理论,建立了射手与步枪系统的发射动力学模型,进行了高频点射步枪人杌耦合系统发射动力学的数值仿真,得到了射手及步枪等效体在发射过程中的运动参敷.分析了连发射击过程中枪管位置状态的变化情况,从理论上证明了步枪以高频点射方式发射时能够有效控制射弹散布.分析结果表明,在提高命中概率方面,高频点射步枪比传统步枪有优势.     

基于正交高速摄影的人枪动态特性实验研究

为深入了解某无托型自动步枪射击时人枪系统的实际运动情况、研究其人枪系统运动规律,采用2台正交高速摄影机同步跟踪固定在人枪系统上的标记点,获得各特征点在各自视窗中的平面运动轨迹; 基于自适应阈值函数的小波阈值去噪方法,得到该自动步枪及射手在立姿射击过程中俯仰及侧偏的运动特征曲线。实验结果表明:采用正交高速摄影获得的人枪运动参数能更细致、更全面地反映射击时人枪系统的实际运动情况; 射击过程中,枪膛合力的作用、自动机后坐到位的撞击和自动机复进到位的撞击对枪身运动的影响较大。     

某舰炮转弹机中部离合器断裂原因分析

中部离合器为转弹机提供直接动力并具有转弹到位后自锁的功能,是转弹机的重要部件。通过对中部离合器工作过程分析,建立了其三维实体模型和有限元模型,并采用有限元软件ANSYS Workbench11.0进行了结构强度分析,确定了引起中部离合器断裂的主要原因为预压角过大和齿根部应力集中,提出了相应的改进措施。     

轻型无后坐力炮的动不平衡冲量特性

为了深入探究后后效期对轻型无后坐力炮动不平衡冲量影响的物理内涵,通过试验方法对某轻型无后坐力炮进行测试。在对测试结果进行分析基础上,结合振动系统运动稳定性理论建立相关数学模型。基于试验测试结果以及模型计算结果进行分析,结果表明：轻型无后坐力炮在发射过程中存在后后效期;振动系统运动稳定性理论可以用于轻型无后坐力炮后后效期剩余火药燃气对发射器动不平衡冲量影响机理的研究;低温条件下火药燃烧不充分,当出现不稳定燃烧时会导致发射器前冲。     

柴油机电动可变气门正时机构特性

高强化柴油机通过实现米勒循环可有效控制爆发压力,进气门晚关角的加大导致有效压缩比的进一步降低,带来启动困难的技术问题,采用可变气门相位技术可有效兼顾爆发压力与柴油机启动的关系。研究设计一种全新的电动可变气门相位控制机构模拟试验装置,该装置由无刷直流电机、少齿差型减速机构及相关的测控系统组成,可实现高响应的相位调节,调节精度为±0.116°. 依 据机构的特征建立系统的数学模型,对电机特性进行试验校核,分析基本调节特性,优选控制初始PID参数。开展模拟台架试验研究,验证正时基本调节特性、启动调节特性及电压影响特性。结果表明：所设计的电动可变气门正时机构可实现基本的正时角度调节,兼顾米勒循环配气相位与启动工况配气相位;启动工况下5 s即可到达最大晚关角;模拟试验条件下,蓄电池电压降低对相位角提前有较大影响,但并不影响相位角延后。     

自动步枪变射频发射技术研究

采用动力学仿真方法研究了自动步枪双循环变射频发射技术,射频的数值仿真结果和测试结果符合一致,证明了方案的可行性.建立了一种由摩擦环和缓冲簧组成的摩擦缓冲器的数学物理模型,对不同材料和对数所组成的摩擦缓冲器进行了数值仿真,仿真结果表明采用摩擦缓冲器可有效降低步枪的射击频率.     

高精度狙击步枪弹与枪匹配设计方法研究

为了研究狙击步枪弹与枪匹配设计方法,基于非线性有限元理论建立了弹与枪相互作用数值计算模型,该模型是一个较为完善的求解弹头膛内发射过程的计算模型,通过对比试验结果与仿真结果证明了该模型的正确性。将稳健设计思想应用于弹与枪匹配设计,选取多个弹、枪设计参数作为控制因素,弹头质量偏心为噪声因素,弹头膛内摆动角为性能度量,采用正交试验法开展稳健性研究,获得了各参数在两水平值处的稳健特性;正交试验所得4组枪、弹参数匹配组合方案在有无噪声状态下的方案优劣结果与精度射击试验方案结果基本一致,证明了将稳健设计思想应用于弹与枪匹配设计的可行性、正确性。