微细切削加工用微主轴的性能要求及其研究现状

近年来航空航天、国防、微电子、现代医学和生物工程等行业对精密/超精密三维微小零件的需求日益迫切。微细切削加工技术由于不仅可以实现多种材料复杂形状三维微小零件的加工,而且工艺设备体积小、能耗低,所以越来越受到世界各国的广泛关注。微主轴作为微机床的核心功能部件,直接决定了微机床的性能及微细切削加工技术的发展和应用。因此有必要对微主轴的性能要求及其研究现状进行系统分析和深入总结。系统分析微细切削加工用微主轴在切削力、转矩、回转速度、回转精度等性能方面的具体要求;全面评述微主轴在结构设计、高速动力源、高速精密支承轴承、刀具夹持、控制补偿等几个关键技术方面的研究现状;对比研究现状与性能要求,详细指出现有微主轴存在着转速达不到要求、高转速下刀具的跳动大、负载特性差等几个主要问题,并针对性地提出比较可行的改进措施;同时对微主轴的发展趋势进行预测和展望。     

化学机械磨削技术研究现状与展望

化学机械磨削能通过化学机械协同过程实现单晶硅、石英玻璃等硬脆材料的超精密高质低损加工,被广泛应用于半导体以及光学等领域器件的平坦化加工。在综述化学机械磨削技术材料去除机理、磨削工艺以及复合加工工艺等方面研究现状的基础上,对上述研究现阶段存在的问题进行了分析讨论。分析表明,从固固相化学反应机制和化学机械协同效应角度揭示化学机械磨削机理,有助于从材料去除机理、磨具结构设计以及复合加工工艺开发等角度创新得到提高该技术加工效率的可行性方法。最后,对化学机械磨削技术在多样化加工对象、较复杂结构加工、多能场复合加工工艺以及智能数据库开发等方向的发展进行了展望。     

交流电磁场检测技术的探头激励装置优化设计

利用交流电磁场检测试验台对交流电磁场检测设备的探头激励装置进行优化设计。选取U形磁芯结构的激励方式,对比分析磁芯材料、磁芯结构、激励线圈结构、激励电压等因素对检测效果的影响,完成激励装置的优化设计。使用设计的激励装置对4种尺寸的典型缺陷进行检测,验证了激励装置的检测效果,使裂纹检测的分辨率达到了3mm。     

微量润滑平面磨削接触区换热机理的研究

磨削接触区材料去除厚度是不一致的,同时,在微量润滑过程中,雾滴之间的运动特征存在差异且易受其他因素的影响,致使整个接触区的磨削温度分布呈现出非线性,换热机理也异常复杂。从雾化机理出发,对影响换热效果的两个关键因素--雾滴直径和雾滴速度进行了分析。依据雾滴在不同壁温处表现出的不同换热特性,将磨削区划分为无沸腾换热、核态沸腾换热、过渡沸腾换热和稳定膜态沸腾换热四个不同的换热区域,建立了微量润滑磨削区的换热系数数学模型。在此基础上,运用有限元技术对微量润滑磨削表面的温度场进行了仿真分析,采用单级热电偶技术测量了磨削温度,发现磨削区仿真温度值与实验测量值吻合较好,表明通过该理论获得的微量润滑磨削表面换热系数是可信的。     

轿车轮毂轴承铆装工艺理论分析与试验研究

对轿车轮毂轴承单元的铆装工艺进行了理论分析和试验研究。建立了铆装力理论计算模型与铆装工艺有限元分析模型,研究了铆头轨迹、倾角和停留时间等工艺参数对铆装质量的影响,得出采用圆周轨迹、铆头倾角6°和停留时间0.8s时铆装质量最好的结论。以DAC2F10轿车轮毂轴承单元为例,在课题组开发的铆合装配专用机床上进行了铆装试验,验证了铆装力理论模型和铆装工艺有限元模型的合理性,并进一步优化铆头倾角为5.5°。采用所优化的铆装工艺试制出了轮毂轴承单元样件,耐久性试验测试最高使用寿命近2×105km,表明得出的铆装优化工艺能大幅提高轮毂轴承单元的使用寿命和可靠性。     

基于非线性模糊法的水泥路面性能评价

针对现有路面性能评价方法主观性强的不足,考虑水泥路面性能影响因数的层次性、模糊性以及评价活动本身的复杂性,提出采用非线性模糊方法进行水泥路面性能评价.选取路面破损状况指数（PCI）、行驶质量指数（RQI）、国际抗滑指数(IFI)、断板率（DBL）、基层顶面当量回弹模量（Et）、接缝传荷能力（Kj）和板底脱空率（Rv）作为水泥路面性能评价指标.将层次分析法和区间数学理论方法结合确定各指标的区间权重,引入模糊理论和非线性模糊法确定隶属度和进行矩阵加权非线性运算,建立基于非线性模糊理论的水泥路面性能评价模型.该方法减少主观因数对权重的影响,能够反映某些指标对路面性能的突出影响,弥补传统线性评价方法的不足.将方法应用于具体工程的水泥路面性能评价,结果表明,该方法是一种准确、客观的评价水泥路面性能的新方法.     

高性能数控机床刀具夹头的研究

为适应高速切削精密加工技术的要求,对高性能数控机床刀具夹头提出更高的要求。研究高性能数控机床新型刀具夹头——静压膨胀式刀具夹头、热装式刀具夹头和三棱变形夹头的结构原理、技术特点和使用要求等。     

平面磨削时砂轮和工件最大接触长度、任意接触长度及其测试方法的研究

本文在分折过去在研究磨削时砂轮工件接触长度方面存在问题的基础上,提出并论述了最大接触长度L_(max)和任意接触长度L_a的概念,研究了新的测量方法——外加电源法,并对测得接触长度做了分析。结果表明:所测数据稳定、准确,且L_(max)比L_a平均约大25%,故应将二者加以区分。     

国外砂带平面磨削概况与190柴油机缸盖平面磨削的试验研究

本文叙述了国外砂带平面磨削发展现状和趋势,并分析讨论了将M7132K平面磨床改装成具有两工位粗精砂带磨削缸盖平面的砂带平面磨床,经砂带磨削缸盖平面的试验结果表明,改装的砂带平面磨床在提高加工效率和加工精度方面是很有效的。     

基于PCI总线的多轴电机运动控制器

着重分析介绍了深圳固高公司生产的GT系列多轴电机运动控制器，讨论了其软硬件构架，并给出了一个应用实例