用弯曲成形磨具研磨抛物面的方法

用弯曲成形法制作磨具是抛物面零件高速研磨的新方法。其原理是材料力学中梁的弯曲变形理论。为提高计算精度,直接求解梁弯曲变形的非线性方程1/p=N(x)/EJ,根据欲加工非球面的母线方程,选择特定的加载方式和大小,并适当调节梁的截面的几何尺寸,可使梁的变形曲线与非球面的母线方程一致,这样用变形后的梁作成磨具,加工出的曲面就是所要求的非球面。根据理论分析与计算,进行磨具设计及方案优化,制做了一种适合凸抛物面零件研磨加工的磨具,该磨具结构简单,制做成本低,适用范围广,便于操作,成形精度高。研磨实验结果表明,采用弯曲成形法设计的磨具能够进行研磨加工抛物面的零件,研磨塑料工件廓形平均误差达到0.0521mm,研磨金属材料工件廓形平均误差达到0.0279mm。     

抛物面研磨实验中转轴与梁中心线间距的确定

本文讨论了磨具弯曲成形法中梁轴线与转轴中心线位置之间的关系,给出确定梁轴线与转轴之间最佳距离的计算公式及误差分析。     

基于ANSYS的变截面细长轴电解磨削加工研究

为减小变截面细长轴类零件电解磨削中的弯曲变形,用可变载荷随动电极来支撑加工中的工件,并利用ANSYS软件对典型变截面细长轴顶头零件进行电解磨削加工的有限元仿真研究,对使用普通随动电极和可变载荷随动电极的工件变形规律和应力变化情况作了对比分析。其结果表明,可变载荷随动电极将工件最大弯曲变形从27.9 μm降到9.8 μm,最小弯曲变形从19.5 μm降到6.7 μm,极大地减少了工件加工中的变形量。通过加工实验验证结果表明,可变载荷随动电极能减少工件加工时的弯曲变形,有效提高工件的加工精度。       

黄河下游河道滩岸崩退与淤长过程的耦合模拟

黄河下游滩岸变形时常发生,对河床稳定、防洪安全、滩区耕地保护等方面产生诸多不利影响,因此有必要在河道水沙数学模型中考虑滩岸变形计算。以一维水沙输移及床面冲淤计算模型为基础,结合滩岸崩退与淤长计算模块,建立了能同时模拟河床纵向冲淤与滩岸横向变形的耦合模型。采用该模型计算了黄河全下游（755 km长河道）的河床纵向与横向变形过程,选取2018年及2020年作为率定及验证年份对该模型进行测试。计算结果表明：该模型可以很好地模拟黄河下游滩岸崩退及淤长过程,黄河下游游荡段、过渡段、弯曲段河段平滩宽度的计算误差在2018年分别为4 m、5 m、1 m,三河段误差在2020年分别为12 m、14 m、4 m;黄河下游三河段滩岸变形程度差异较大,游荡段滩岸变形幅度远大于过渡段与弯曲段,过渡段与弯曲段变形幅度相差不大;三河段滩岸崩退幅度均大于淤长幅度,体现出下游河床呈现展宽的趋势;黄河下游滩岸崩退与淤长会对河床冲淤产生重要影响,其中游荡段滩岸变形对于河床冲淤影响较大,而过渡段及弯曲段的河床变形主要表现为水沙不平衡输移引起的床面冲淤。     

砂布页轮柔性抛光表面微观形貌建模与预测

柔性抛光技术广泛应用于航空发动机整体叶盘叶片的精密加工。系统深入研究柔性抛光过程,了解抛光加工表面微观形貌生成的内涵,成为柔性抛光加工技术的重要研究内容之一。以砂布页轮为柔性磨具,通过空间几何坐标变换建立了砂布页轮表面磨粒的空间运动学模型及磨粒-工件几何学干涉模型,并研究了砂布页轮柔性变形对工件表面磨粒运动轨迹的影响。基于磨具表面形貌模型,利用MATLAB软件进行砂布页轮柔性抛光表面微观形貌生成过程仿真,并得到不同工艺参数下工件表面三维形貌及其影响规律,抛光实验结果验证了该仿真算法的正确性和有效性。     

数控车刀安装高度对零件精加工尺寸误差的影响

数控车刀刀尖与车削回转中心不等高时,加工后形成的表面直径会产生加工误差.通过理论分析,得出刀尖高度误差越大,加工直径与对刀直径相差越大,加工误差将越大的结论,并提出具体解决措施,以减小因刀尖高度误差对加工形成表面误差的影响.     

平面研磨中磨具与工件接触区压强的理论研究

平面研磨加工中磨具与工件接触区的压强分布对于磨具的均匀磨损，保证磨具和工件的面形准确度都是非常重要的。针对平面研磨加工中磨具上金刚石丸片的实际排列情况，采用力学分析方法对磨具与工件接触区的压强分布进行了模拟计算，给出了计算压强的一般公式，分析了工件半径和偏心矩对压强分布的影响。结果表明，在确定的加工系统中，当偏心距适当取值时，接触区压强呈均匀分布，对保证磨具的均匀磨损和工件的加工面形准确度提供了依据。     

宽板V形自由弯曲过程的弹塑性数值分析

弹复是影响弯曲件精度的主要障碍,对其有效预测与控制是提高弯曲件精度的关键,针对宽板Ｖ形自由弯曲的变形特点,利用自主开发的２－Ｄ弹塑性有限元程序对Ｖ形自由弯曲过程与弹复进行了模拟分析,获得了凹模开口宽度及凸模圆角半径对弹复角的影响规律。     

玻璃纤维增强树脂磨具复合材料的制备及性能研究

通过添加适量的玻璃纤维制备树脂磨具,研究了玻璃纤维添加量对树脂磨具复合材料性能的影响．结果表明,利用适量的玻璃纤维取代氧化物填料,可以明显地改善树脂磨具的力学性能．与未添加玻璃纤维的树脂磨具复合材料相比,玻璃纤维增强树脂模具复合材料的最佳弯曲强度和洛氏硬度值分别提高128．9％和143．1％．     

基于正交试验设计的双驱型单向弯曲关节结构参数的优化设计研究

对一种新型气动柔性关节-双驱型单向弯曲关节进行结构参数优化,使其能够同时拥有良好的弯曲变形能力,较大的加持能力和横向刚度.影响此关节性能的因素有弹簧钢板的宽度、厚度和气压,为了简化实验并同时取得良好的试验效果,采用正交试验设计对其结构参数进行优化设计。由于试验性能指标有三个,所以此实验为多指标正交试验设计,采用综合分析法选出最优组合.结果表明:弹簧片厚度为0.25 mm,宽度为12 mm,气压值为0.3 MPa时,双驱型单向弯曲关节综合性能最优.     

研磨机床几何误差对金刚石刀面粗糙度的影响

为探究研磨机床几何误差对金刚石刀具后刀面粗糙度的影响规律,建立研磨机床精度与刀具后刀面表面轮廓的数学模型. 借助多体系统理论对研磨机床的误差传递进行建模;基于样条滤波算法建立机床误差与刀具后刀面粗糙度之间的定量关系;分析主轴、摆轴的端面和径向跳动误差以及往复轴的直线度误差对刀具后刀面粗糙度的影响规律. 结果表明:主轴、摆轴和往复轴几何运动误差对刀具后刀面粗糙度的影响占比分别为98.18%、1.59%和0.23%;主轴的端面和径向跳动误差是影响后刀面粗糙度的主要因素,研究结果为研磨机床的设计制造与金刚石刀具研磨工艺的优化提供理论指导.     

Nanometer lapping technology at high speed

In floating lapping with solid abrasives, the workpiece is taken as an isolated body. The forces that act on it are analyzed. A differential equation about the forces that act on it is set up, so the forces that act on it and its motion rule are received. Combining it with known lapping tool motion, the relative motion rule between the lapping tool and workpiece is determined too. According to the relative motion, the distribution of abrasives density is designed reasonably, which makes the lapping tool wear uniformly, which, in turn, avoids redressing the lapping tool, saves abra-sives, and increases machining accuracy. Combining it with advantages in high speed lapping with solid abrasives, the low cost, high efficiency nanometer lapping at high speed is realized.     

齿轮动态力研齿机理及实验研究

对渐开线齿轮动态力研齿机理进行了理论分析和实验研究。基于以研代磨的设想,齿轮动态力研齿将研磨工艺用于硬齿面的精加工,其加工原理为：两工件齿轮（两被研齿轮）在空载下以确定的速比（两齿轮的齿数比）,在大转动惯量下高速稳态运转,研齿时保持两齿轮的速比不变,并周期改变两齿轮中心距,利用齿轮啮合时,齿轮本身误差产生的齿面动态力,在研磨剂的作用下,修正齿轮误差达到两齿轮提高精度的目的。     

高速研磨中研磨压力对工件表面粗糙度的影响

本文通过实验研究了在固着磨料高速研磨中,研磨压力对工件已加工表面粗糙度的影响.研究发现当磨料较细时,工件已加工表面粗糙度随研磨压力的变化较小;当磨料较粗时,已加工表面粗糙度值随研磨压力的增大而减小,也就是说粗研时增大研磨压力可减小工件已加工表面粗糙度值.     

单晶金刚石晶体的机械研磨

为研究单晶金刚石晶体机械研磨过程中表层材料的去除机理,首先从理论上分析了单晶金刚石晶体在机械研磨过程中表层材料发生塑性变形的临界条件,并利用原子力显微镜对研磨后的（110）晶面和（100）晶面进行观测,发现两个晶面沿易磨方向〈100〉和难磨方向〈110〉研磨时的研磨表面都存在塑性变形后的纳米沟槽,表明表层材料实现了望性方式去除,但在相同的晶面和扫描范围内,沿易磨方向研磨的表面塑性沟槽数目少,表面波纹明显;而难磨方向的研磨表面塑性沟槽数目多,所获得的表面粗糙度低,对（110）晶面和（100）晶面各个研磨方向的最大塑性沟槽深度比较的结果表明,两个晶面的最大塑性沟槽深度具有显著的各向异性。     

A Research on the UItrasonic Vibration Lapping of Natural Diamond Tools

This paper deals with a new technology for the manufacturing of natural diamond cutting tools. In order to raise the efficiency of lapping natural diamonds, the ultrasonic vibration technology is applied to the lapping process. The experimental resykts show that ultrasonic vibration lapping can greatly raise the abrasion value of diamonds. The efficiency of ultrasonic vibration lapping is 2-3 times higher than that of conventional lapping. Besides, the mechanism of why the abrasion value of diamonds in ultrasonic vibration lapping is high is also discussed in the paper.     

硬盘磁头自由磨粒抛光材料去除机理研究

同时获得高去除率和超光滑平整的表面是硬盘磁头自由磨粒抛光的矛盾,研究自由磨粒抛光材料去除规律可以优化抛光工艺。采用修正环型浮动块抛光机抛光GMR硬盘磁头,采用场发射扫描电镜和原子力显微镜观察磁头表面形貌。通过改变抛光盘的表面形貌、抛光液以及抛光压力等抛光条件,获得不同的磁头表面形貌,磁头表面有磨粒产生的划痕和少量微坑,显示材料主要以微切削方式去除。划痕和微坑的深浅、数量随抛光条件的不同而改变。进一步采用纳米压痕仪测量磁头表面材料去除率,并研究抛光盘、抛光压力和抛光液等参数与材料去除率的关系,建立了GMR磁