φ800型真空练泥机工艺筒的改造

为了满足500kV系列产品的生产需求,对φ800型真空练泥机工艺筒进行了改造。结合生产实际,探讨了工艺筒在破坏泥料定向颗粒排列、改善泥料的致密程度及均匀性方面所起的作用,确定了新型工艺筒的重要结构参数。最大压缩率在64%～75%,扩大率取值控制在150%～300%,扩大筒的长度与直径之比一般控制在1.2～2.0。压缩角2θ在30°以内,扩大角3θ一定要小于2θ,一般为2θ的0.5倍左右;如果3θ≥2θ,泥料与筒壁之间形成的间隙将产生死泥区。改造后的φ800型真空练泥机,练制的泥段能获得合理的定向排列和理想的致密度与均匀性,产品质量得到明显改善,满足了500kV系列产品的生产需求。     

适用于多种材料阵列微槽加工的聚晶金刚石铣槽刀制备

结合金刚石飞切刀具和锯片,设计了具有特定形状、尺寸和角度参数的铣槽刀,并采用电火花线切割加工方法制造出了PCD铣槽刀;利用自制PCD铣槽刀进行微细铣削试验,制备出了加工质量良好的典型阵列微槽结构。     

离子液体改性MWCNTs、MoS2及其复合纳米流体的摩擦学性能

采用1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[EMIm]BF₄）离子液体分散多壁碳纳米管（MWCNTs）、二硫化钼（MoS₂）于去离子水以得到具有优异摩擦学特性的纳米流体。通过拉曼光谱仪、纳米粒度电位仪、接触角测量仪表征其分散与润湿性,通过导热系数仪和流变仪测试其热物性,并通过材料表面性能综合测试仪进行摩擦实验。结果表明:经[EMIm]BF₄改性而制备的纳米流体Zeta电位大幅提高,纳米颗粒在空间位阻作用下有效分散于水基液,故保持润湿性的同时增强了导热能力,其对高温合金的润湿接触角最小为59.33°,室温(25 °C)平均黏度最低为1.49 mPa·s,且导热系数最大为1.02 W·(m·K)–1。纳米流体中层状、管状几何结构的MoS₂、MWCNTs纳米颗粒极大强化了基液的减摩抗磨性能,平均摩擦系数降至0.083,磨痕体积磨损率相比传统水基冷却液减小了72.33%。      

表面织构化刀具的研究现状与进展

高速切削加工作为难加工材料的主要加工方式,在其切削过程中,刀具的快速磨损、加工表面质量差等问题显著。近些年来,表面织构由于在控制摩擦、减小磨损和改善润滑性能等方面的作用引起了国内外学术界和产业界的广泛兴趣,为刀具减摩降磨技术的研究提供了新方向。表面织构效应是通过在摩擦副表面加工出具有不同形状几何参数和分布特征的微凹坑、微沟槽等阵列结构时,表面的摩擦磨损和润滑特性随之改变的热动力学效应。针对表面织构技术在刀具方面的应用研究,描述了刀具表面织构的主要制备方法,对比分析了各种制备方法的优缺点,然后分别阐述了微沟槽织构、微凹坑织构、纳米织构/微纳复合结构阵列以及织构化自润滑刀具在减缓刀具磨损、提高加工质量等方面的研究现状与进展,同时分析了表面织构改善刀具系统摩擦学性能的原因和机理,最后指出刀具表面织构技术目前研究存在的问题及其对刀具减摩降磨的重要意义。     

刀具表面混合型微结构的形状和密度对润滑状态影响的仿真研究

为研究变密度、变形状或变形状变密度混合型微结构对刀具润滑状态的影响,建立具有混合微结构的刀具和切屑界面的润滑模型,采用FLUENT软件计算油膜上壁面压力、承载力及入口质量流速参数,分析微结构的参数及排布对刀具润滑状态的影响。结果表明:变密度微结构根据重度磨损区、中度磨损区、轻度磨损区设置不同面积率,变形状微结构根据形状特点设置形状及排布,2种混合型微结构均可提高承载能力和增加润滑油入口质量流速;变形状变密度混合型微结构结合了变密度微结构和变形状微结构的优势,能更好地发挥微结构改善刀-屑界面润滑油膜分布、持续补充润滑剂的能力,从而可获得最佳的综合润滑性能。     

一种新型三自由度并联机构及其运动学分析

提出了一种新型三平移并联机器人机构,运用螺旋理论分析了该机构实现空间三维移动的机构学原理及其自由度,判断了机构的主动副位置;给出了机构位置分析的正、逆解析解,对机构进行了速度、加速度分析并讨论了机构输入一输出运动解耦性.     

Research Progress of Diamond Tool Machining Technology for Ferrous MetalsEI北大核心CSCD

金刚石刀具是超精密加工最理想的刀具之一,但在黑色金属超精密加工领域“石墨化”导致刀具快速磨损,其应用极大地受到了限制。首先,针对金刚石刀具的磨损机理进行介绍。然后,综述金刚石刀具切削黑色金属的几种常见方法,如刀具表面改性、工件表面改性、低温辅助切削、超声振动辅助切削等,通过研究实例来分析各方法的应用效果和存在问题,并从技术层面分析影响金刚石刀具在黑色金属加工领域发展的关键因素。最后,对金刚石刀具切削黑色金属未来的发展趋势进行探讨。总结金刚石刀具在黑色金属领域的加工方法,分析加工黑色金属时抑制金刚石刀具磨损的核心技术,对黑色金属的精密超精密加工具有重要的引领和推动作用。     

液体自输送功能性表面及其应用

液体自输送功能性表面在微流控、传质传热等领域有着重要的意义,此类表面发挥作用往往受到固体表面微纳米结构、固-液之间的静态润湿特性和动态润湿特性的综合影响.重点概述了固-液接触润湿模型与粘附性的关系,固体表面特性(即表面微观结构和润湿性)对固-液接触状态的影响.在此基础上,按照产生自驱动力的固体表面特性是否均匀,将液体自输送功能性表面分为两大模式,分别是非均质化润湿模式和均质化润湿模式.其中,非均质化润湿模式主要包含梯度润湿表面、锥体表面、润湿图案化表面以及薄壁多孔材料;均质化润湿模式主要包含毛细力驱动微沟槽表面、拉普拉斯压差驱动表面和毛细力驱动滑移表面,并逐一阐述了不同表面自驱动的原理.随后对这些不同表面的应用进行了总结,包括水汽收集和油水分离.最后,对各种液体自输送功能性表面问题进行了总结并给出了可能的解决措施,并展望了液体自输送功能性表面的发展方向.     

温度对表面摩擦磨损性能影响的研究进展

摩擦磨损是造成材料失效的主要原因之一,减小摩擦磨损对工业发展与环境保护等方面有着重要意义。 而温度作为摩擦磨损试验的其中一个主要参数,对摩擦磨损过程具有重要影响。 该论文重点描述了温度对摩擦副摩擦学性能的影响,并分析了产生影响的机理和原因。 首先,温度会影响表面材料的理化性质,从而影响表面组织结构或者表面涂层;其次,摩擦副之中的固体或液体润滑剂性质随温度的变化发生改变并影响摩擦磨损性质,且在织构表面尤其明显。 最后,温度会对基底表面润湿性产生影响从而影响表面摩擦磨损性能。 该研究对在高温极限条件下工作的摩擦副的材料与润滑方式的选取,以及发动机、火箭等新型科技的发展具有重要意义。