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无机非金属脆性材料超声辅助磨削力学行为与磨削力解析建模研究进展
1
作者 张泽晨 刘纪新 +4 位作者 高巍 毛聪 刘新 宋学磊 李长河 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第1期134-153,共20页
无机非金属脆性材料在电子信息、航空航天和新能源等领域应用广泛,对成品表面质量和尺寸精度有极高要求,实现高效低损伤磨削成为关键挑战。超声振动辅助磨削(ultrasonic vibration assisted grinding, UVAG)可有效降低磨削力,然而磨粒/... 无机非金属脆性材料在电子信息、航空航天和新能源等领域应用广泛,对成品表面质量和尺寸精度有极高要求,实现高效低损伤磨削成为关键挑战。超声振动辅助磨削(ultrasonic vibration assisted grinding, UVAG)可有效降低磨削力,然而磨粒/工件界面相互作用机制尚不明确。基于此,首先分析了压痕实验中材料特性和磨粒形貌对磨粒与脆性材料的相互作用规律,揭示了UVAG脆性材料的材料去除机制。其次,结合磨粒几何学、材料去除率(material removal rate,MRR)模型和塑-脆转变(ductile-brittle transition, DBT)模型分析了磨削力解析建模过程,并进行了磨削力模型误差对比和误差来源分析。进一步地,研究了超声振动对未变形切屑厚度、磨削力和有效磨粒数的影响规律。最后,展望了脆性材料磨削中损伤演变规律与力学行为量化关系的应用前景,以期为工业界提供理论指导与技术支持。 展开更多
关键词 磨削 超声振动 无机非金属脆性材料 力学行为 磨削力模型
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磨粒有序化砂轮磨削BK7光学玻璃亚表面损伤的试验研究
2
作者 毋亚琦 王蔚 +3 位作者 杨志波 郭强 罗晨旭 张钰奇 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期136-142,共7页
目的 探究优化后的磨粒有序排布金刚石砂轮对BK7光学玻璃亚表面损伤的影响,以裂纹最大深度作为评价指标,研究不同磨粒有序排布方式、不同磨粒粒度和不同单颗磨粒最大切厚对光学玻璃材料亚表面损伤深度的影响。方法 采用磨粒有序排布金... 目的 探究优化后的磨粒有序排布金刚石砂轮对BK7光学玻璃亚表面损伤的影响,以裂纹最大深度作为评价指标,研究不同磨粒有序排布方式、不同磨粒粒度和不同单颗磨粒最大切厚对光学玻璃材料亚表面损伤深度的影响。方法 采用磨粒有序排布金刚石砂轮对BK7光学玻璃进行磨削试验。首先,采用遗传算法对磨粒排布方式进行优化;其次,设置不同的砂轮转速、工作台进给速度和磨削深度,使用优化后的2种不同粒度(40/45目和120/140目)的砂轮在立式加工中心进行磨削试验,并对磨削过程进行测力分析。结果 通过遗传算法得出砂轮磨粒最优排布方式为轴向距离K=2 mm,磨粒周向间距f=0.3 mm,磨粒排布角度α=50°。实验结果表明,优化后的磨粒有序排布砂轮磨削光学玻璃产生的裂纹深度要小于其他排布方式的。亚表面损伤深度随着磨粒粒度的增大而降低,随着磨粒最大切厚的增加而加深。通过截面抛光法和扫描电子显微镜测量磨削后的BK7光学玻璃亚表面损伤情况,并利用Image-Pro Plus6.0软件计算测量后的亚表面损伤值。结论 采用合理优化后的磨粒有序排布方式可以明显降低BK7光学玻璃的亚表面损伤深度,这表明磨粒有序排布金刚石砂轮在提高光学玻璃磨削质量方面效果显著,对于光学元件的高效高质量磨削加工具有重要的实用价值。 展开更多
关键词 有序化排布 金刚石砂轮 BK7光学玻璃 裂纹深度 亚表面损伤
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基于GA-RF的螺杆转子砂带磨削表面粗糙度预测
3
作者 李越 杨赫然 +2 位作者 孙兴伟 董祉序 刘寅 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第1期201-207,共7页
为了系统分析砂带磨削工艺参数对螺杆转子表面质量的影响规律,从而为实际生产中的参数选择提供参考依据。为提高预测精度,文章构建基于遗传算法优化的随机森林预测模型,并设计了五因素五水平正交试验,试验装置为自主研发的多头螺杆磨削... 为了系统分析砂带磨削工艺参数对螺杆转子表面质量的影响规律,从而为实际生产中的参数选择提供参考依据。为提高预测精度,文章构建基于遗传算法优化的随机森林预测模型,并设计了五因素五水平正交试验,试验装置为自主研发的多头螺杆磨削装置,具体参数为工件轴向进给速度为100~300 mm/min、砂带线速度为4.4~13.3 m/s、砂带张紧压力为0.20~0.30 MPa、磨削压力为0.40~0.50 MPa、砂带粒度为60~180μm。试验结果表明,遗传-随机森林(genetic algorithm-random forest, GA-RF)模型的平均预测误差为9.06%,明显低于Lasso模型(25.96%)和SVR模型(30.68%);单因素分析显示,表面粗糙度随轴向进给速度增加而变大,随着砂带线速度升高而降低;当进给速度从100增至300 mm/min时,Ra值上升约27%;而线速度从4.4 m/s提高到13.3 m/s时,Ra值下降约35%。研究验证了遗传-随机森林(GA-RF)模型在砂带磨削质量预测中的有效性,同时揭示了关键工艺参数的影响规律。研究可为螺杆转子加工参数选择提供理论指导,对实际生产具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 砂带磨削 接触轮式磨削 粗糙度预测 遗传算法 随机森林
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利用改进卷积神经网络的螺杆砂带磨削表面粗糙度预测 被引量：3
4
作者 杨赫然 张培杰 +2 位作者 孙兴伟 潘飞 刘寅 《中国机械工程》 北大核心 2025年第2期325-332,共8页
为便捷、准确地预测磨削后螺杆转子的表面粗糙度,提出了一种基于自注意力卷积神经网络(SA-CNN)的磨削曲面粗糙度测量方法。通过正交试验获得螺杆转子的表面粗糙度以及粗糙度数值对应位置的表面图像,图像经自适应直方图均衡化、反锐化掩... 为便捷、准确地预测磨削后螺杆转子的表面粗糙度,提出了一种基于自注意力卷积神经网络(SA-CNN)的磨削曲面粗糙度测量方法。通过正交试验获得螺杆转子的表面粗糙度以及粗糙度数值对应位置的表面图像,图像经自适应直方图均衡化、反锐化掩蔽等预处理后作为训练样本输入SA-CNN模型中。采用SA-CNN模型对磨削后的螺杆转子表面粗糙度值进行预测,并与经典网络ResNet、AlexNet、VGG-16、基础CNN以及图神经网络GNN预测结果进行对比。试验结果表明,SA-CNN模型的平均预测精度达到95.24%,均方根误差(RMSE)为0.0706μm,平均绝对百分比误差(MAPE)为7.4206%,均优于对比网络,且模型收敛较快,表现出较高的精度和良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 磨削 表面粗糙度 卷积神经网络 正交试验
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滚动轴承零件表面波纹度对轴承振动特性的影响
5
作者 肖扬 李文海 余光伟 《轴承》 北大核心 2026年第1期16-22,共7页
滚动轴承在运转过程中,其振动特性会受到各零件表面波纹度的影响。以滚动轴承为研究对象,建立内圈、外圈和球的表面波纹度模型,并将模型计算结果与试验结果进行对比以验证模型的正确性。基于表面波纹度模型分析了深沟球轴承内圈、外圈... 滚动轴承在运转过程中,其振动特性会受到各零件表面波纹度的影响。以滚动轴承为研究对象,建立内圈、外圈和球的表面波纹度模型,并将模型计算结果与试验结果进行对比以验证模型的正确性。基于表面波纹度模型分析了深沟球轴承内圈、外圈和球表面波纹度对轴承振动特性的影响,结果表明:在低频段,内圈表面波纹度对轴承振动特性的影响最大;中、高频段,球表面波纹度对轴承振动特性的影响最大;在低、中、高频段,轴承振动速度有效值均随着内、外圈表面波纹度的增大而增大。 展开更多
关键词 滚动轴承 深沟球轴承 表面波纹度 振动 形状误差 动力学分析
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基于机器视觉的柱头螺栓关键尺寸测量方法
6
作者 赵安琪 方成刚 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第1期191-200,221,共11页
针对高铁用柱头螺栓的关键尺寸测量存在精度不足、效率低下和人工依赖性强等问题,提出了一种基于机器视觉的柱头螺栓关键尺寸测量方法。该方法结合图像金字塔技术和改进型快速非局部均值滤波技术进行图像预处理,有效抑制毛刺干扰并提高... 针对高铁用柱头螺栓的关键尺寸测量存在精度不足、效率低下和人工依赖性强等问题,提出了一种基于机器视觉的柱头螺栓关键尺寸测量方法。该方法结合图像金字塔技术和改进型快速非局部均值滤波技术进行图像预处理,有效抑制毛刺干扰并提高圆角特征的精度。通过引入四向Sobel算子实现螺纹轮廓边缘的精确提取,并分别采用最小二乘法直线拟合与圆拟合算法测量柱头螺栓几何尺寸参数及倒角特征。实验结果表明,该方法具有显著的测量精度和稳定性:相较于对比算法,本方法的外螺纹大径测量相对误差降低至0.17%,螺栓总长度测量的标准差减小至0.006 8 mm,实现了柱头螺栓关键尺寸参数的高精度、高稳定性自动化测量。 展开更多
关键词 螺纹测量 边缘检测 机器视觉 柱头螺栓 最小二乘法
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复合加工机床空间误差建模和参数识别 被引量：1
7
作者 吴迎春 白永明 沈建新 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第2期279-287,共9页
对机身复合加工机床提出了一种空间误差运动学建模和提高其定位精度的系统方法。通过模型坐标系配置和角度误差转换矩阵设置使激光跟踪仪方便测量和辨识刀具点的位姿精度,并列出了机床零参考模型的理论运动学正解和辨识参数。通过L-M算... 对机身复合加工机床提出了一种空间误差运动学建模和提高其定位精度的系统方法。通过模型坐标系配置和角度误差转换矩阵设置使激光跟踪仪方便测量和辨识刀具点的位姿精度,并列出了机床零参考模型的理论运动学正解和辨识参数。通过L-M算法结合卡方数据拟合辨识得到了机床模型几何参数。参数识别值指出直线轴存在一定的角度误差,旋转轴也存在一定的角度误差和机床零件的装配误差。标定结果显示机床的定位误差和姿态误差平均值分别为0.034 2 mm和6.96×10^(-4)rad,比初始误差分别降低了82.6%和41.5%,说明机床的空间精度经过参数辨识得到较大幅度提升。本文提出的空间误差建模、精度检测和参数辩识等系统方法有助于特殊结构的机床提高空间定位精度。 展开更多
关键词 复合加工机床 零参考模型 空间误差 参数识别 激光跟踪仪
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基于改进金豺算法优化最小二乘法支持向量机的磨削表面粗糙度预测 被引量：1
8
作者 朱文博 张淑权 +1 位作者 张梦梦 迟玉伦 《表面技术》 北大核心 2025年第16期165-181,共17页
目的磨削过程中粗糙度直接影响产品质量,为有效预测工件磨削表面粗糙度,基于声发射和振动信号提出一种改进金豺算法(IGJO)优化最小二乘法支持向量(LSSVM)的磨削表面粗糙度预测方法。方法为增强信号特征与磨削表面粗糙度相关性,利用皮尔... 目的磨削过程中粗糙度直接影响产品质量,为有效预测工件磨削表面粗糙度,基于声发射和振动信号提出一种改进金豺算法(IGJO)优化最小二乘法支持向量(LSSVM)的磨削表面粗糙度预测方法。方法为增强信号特征与磨削表面粗糙度相关性,利用皮尔逊相关分析和主成分分析(PCA)对信号特征进行筛选,降低特征之间的多重共线性,降低模型复杂度;为改善磨削表面粗糙度预测模型的性能,对于金豺算法(GJO)易陷入局部最优问题,在GJO基础上引入佳点集初始化种群、非线性能量因子更新策略以及融合鲸鱼优化算法改进搜索策略,提升算法的初始种群多样性、收敛精度和全局搜索能力;为提高磨削表面粗糙度预测模型有效性,利用IGJO对LSSVM进行参数寻优,建立磨削表面粗糙度预测模型。结果通过轴承套圈内滚道磨削加工实验数据进行验证,结果表明IGJO-LSSVM磨削表面粗糙度预测模型能有效预测粗糙度值,预测精度为95.223%,RMSE值为0.0133,MAPE值为4.776%,R2值为0.956,均优于GJO-LSSVM、LSSVM和BP神经网络模型。结论通过IGJO优化后的LSSVM模型可实现磨削表面粗糙度有效预测,同时能够避免传统LSSVM容易陷入局部极小值的问题,对提高产品磨削质量具有重要意义。 展开更多
关键词 磨削表面粗糙度 轴承套圈 最小二乘法支持向量机 金豺算法
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轴类工件圆度误差亚像素视觉检测和评定方法研究 被引量：1
9
作者 袁奎 付恒勋 +3 位作者 谌立贵 秦东 吴怀超 王则皓 《现代制造工程》 北大核心 2025年第2期94-100,共7页
为解决现有轴类工件圆度误差检测方法存在的误差大、效率低和稳定性差等弊端,基于机器视觉技术提出了一种轴类工件圆度误差亚像素视觉检测和评定方法,该方法利用多项式插值-分段曲线拟合算法对图像边缘轮廓进行亚像素精确定位,在获取图... 为解决现有轴类工件圆度误差检测方法存在的误差大、效率低和稳定性差等弊端,基于机器视觉技术提出了一种轴类工件圆度误差亚像素视觉检测和评定方法,该方法利用多项式插值-分段曲线拟合算法对图像边缘轮廓进行亚像素精确定位,在获取图像边缘点亚像素级坐标的基础上,采用最小二乘法对圆心坐标进行检测,进而对轴类工件圆度误差进行检测和评定。实验结果表明,该方法测量值和三坐标测量机测量值绝对误差的平均值为8.75μm,且该方法测量的轴类工件圆度误差值分布较为均匀、波动性较小,且检测精度更高,为轴类工件圆度误差的评定提供了一种切实可行的途径。 展开更多
关键词 轴类工件 圆度误差 机器视觉 亚像素
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脉冲激光标刻ABS板材数值模拟与表面质量的优化 被引量：1
10
作者 蔡颂 陈达 +4 位作者 陶能如 文跃兵 白斌 何志坚 黄湛 《中国表面工程》 北大核心 2025年第5期276-289,共14页
丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物(ABS)因其优异的抗冲击、耐腐蚀、耐低温等特性广泛应用于各类工程领域。但在激光标刻加工中,受限于材料热敏感性,需控制合适激光工艺参数以保障激光标刻质量。针对该问题,考虑了材料的热物理特性及... 丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物(ABS)因其优异的抗冲击、耐腐蚀、耐低温等特性广泛应用于各类工程领域。但在激光标刻加工中,受限于材料热敏感性,需控制合适激光工艺参数以保障激光标刻质量。针对该问题,考虑了材料的热物理特性及能量累积效应,建立了脉冲激光标刻ABS材料的一维传热物理模型,依据模型数值仿真获得了脉冲激光标刻ABS材料的激光功率与传热温度的动态演化规律,获得了材料发生轻微去除与达到最大质量损失速率的功率范围区间。开展激光标刻ABS板材试验研究,采用三维超景深系统等测量板材表面标刻后的粗糙度、刻蚀深度及微观地形地貌,试验结果验证了传热模型的准确性及可行性。理论与试验研究分析表明激光频率为20 kHz、激光光斑直径为100μm、激光扫描速度为100 mm/s、激光功率范围在2 W至2.8 W时,激光标刻ABS区域表面质量优良且仅极少污染物产生。研究结果可为优化激光标刻工艺参数以提高标刻效率及提高标刻质量提供理论参考。 展开更多
关键词 脉冲激光 温度场模拟 激光标刻 表面技术
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空间导管成形尺寸精度分析和控制方法研究进展与展望
11
作者 余海东 程嘉 +2 位作者 高畅 赵勇 顾彬 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第8期1-22,共22页
导管作为火箭、飞机和船舶等装备的关键组成部分,其成形尺寸精度直接关系到装备的整体质量及服役稳定性与可靠性。建立精确的导管成形尺寸预测方法和有效的控制策略,对于提升导管系统的装配性能和装备的服役表现至关重要。首先,从导管... 导管作为火箭、飞机和船舶等装备的关键组成部分,其成形尺寸精度直接关系到装备的整体质量及服役稳定性与可靠性。建立精确的导管成形尺寸预测方法和有效的控制策略,对于提升导管系统的装配性能和装备的服役表现至关重要。首先,从导管的拓扑构型出发,探讨了导管空间构型的参数化表征方法,为尺寸精度分析提供了基础。然后,从几何特征、材料特性以及应用需求等多个维度系统地讨论了金属管材弯曲成形的主要方法,综述了现有的导管几何尺寸精度分析方法,涵盖了单弯管材成形回弹、伸长率、关键点偏移及整体多弯导管构型预测等内容。此外,探讨了无余量和有余量弯曲工艺中导管成形精度的控制与补偿方法。最后,针对航空航天及船海等领域中导管空间结构越来越复杂、装配精度要求不断增加的发展趋势,分析了导管整体成形尺寸精度预测与控制面临的挑战,并展望了未来研究的主要方向。 展开更多
关键词 管材弯曲 导管形态 导管回弹 成形精度 弯曲补偿
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应用李群封闭光滑特性的机器人跟踪/测量-加工一体化:Ⅰ系统标定与轨迹生成
12
作者 李文龙 蒋诚 +1 位作者 徐伟 丁汉 《机械工程学报》 北大核心 2025年第20期1-15,共15页
蒙皮是构成飞机气动外形的主要零件,具有大尺寸、薄壁(厚度2~6 mm)、型面复杂等技术特点,目前企业普遍采用人工比对划线-手动修切方式去除蒙皮边缘余量,存在人因累积误差大、装配质量难控等问题。视/力引导的高柔性大范围双机器人跟踪/... 蒙皮是构成飞机气动外形的主要零件,具有大尺寸、薄壁(厚度2~6 mm)、型面复杂等技术特点,目前企业普遍采用人工比对划线-手动修切方式去除蒙皮边缘余量,存在人因累积误差大、装配质量难控等问题。视/力引导的高柔性大范围双机器人跟踪/测量-加工一体化为解决这一难题提供了新思路,但双机器人位姿同步标定难、加工位姿光顺难、轨迹精度控制难是制约蒙皮机器人铣削加工应用的主要瓶颈。上述难题可以归纳为空间位姿的同步解耦与位姿误差的定量控制问题,为此应用李群李代数封闭光滑特性重点围绕双机器人位姿同步标定、光顺加工轨迹生成与末端位姿闭环反馈控制开展研究,具体如下:第Ⅰ部分提出双机器人跟踪/测量-加工一体化系统同步标定方法,建立机器人-跟踪系统运动模型和系统参数辨识方法,研究蒙皮零件光顺加工轨迹生成方法;第Ⅱ部分研究外部跟踪系统下的末端位姿闭环反馈控制模型,研制机器人末端闭环反馈控制系统,开展双机器人系统同步标定精度测试、末端位姿闭环控制轨迹精度测试、典型蒙皮样件机器人铣削加工精度测试,验证所提方法的有效性。 展开更多
关键词 跟踪/测量-加工一体化 李群李代数 封闭光滑特性 位姿同步标定 铣削轨迹生成
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应用李群封闭光滑特性的机器人跟踪/测量-加工一体化:Ⅱ闭环控制与试验验证
13
作者 李文龙 蒋诚 +1 位作者 徐伟 丁汉 《机械工程学报》 北大核心 2025年第20期16-29,共14页
第Ⅰ部分研究了机器人-跟踪系统运动学建模与系统参数辨识方法,建立双机器人跟踪/测量-加工一体化系统同步标定模型,提出蒙皮零件光顺加工轨迹生成方法,机器人跟踪/测量-加工系统已具备较好的初始几何精度,生成可执行的机器人铣削加工... 第Ⅰ部分研究了机器人-跟踪系统运动学建模与系统参数辨识方法,建立双机器人跟踪/测量-加工一体化系统同步标定模型,提出蒙皮零件光顺加工轨迹生成方法,机器人跟踪/测量-加工系统已具备较好的初始几何精度,生成可执行的机器人铣削加工轨迹。但加工机器人大范围运动时受运动学参数误差、关节转角误差、弱刚度变形、关节摩擦H、切削振动等几何非几何因素综合影响,轨迹精度一般在毫米级,未经反馈补偿的机器人加工系统难以精确加工蒙皮轮廓。为此第Ⅱ部分进一步建立高精度外部跟踪系统下机器人末端位姿闭环反馈控制模型,研制机器人末端闭环反馈控制硬软件系统,并以外部跟踪系统±10μm级精度为基础对机器人末端位姿进行实时跟踪与反馈补偿,最后通过双机器人同步标定精度测试、末端位姿闭环控制轨迹精度测试、蒙皮样件机器人加工精度测试等进行实际验证。 展开更多
关键词 跟踪/测量-加工一体化 高精度外部跟踪 末端位姿闭环反馈 轨迹精度测试 加工精度测试
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数控机床精度保持性多指标综合评价方法
14
作者 初红艳 李宁 +2 位作者 李迎 陈文涛 赵永胜 《机床与液压》 北大核心 2025年第13期30-38,共9页
精度保持性是制约国产数控机床走向高端的关键环节,精度保持性定量评价是数控机床综合性能提升的重要部分。针对现有评价方法不足,考虑机床精度指标在时间维度上的动态演变过程,提出一种数控机床精度保持性综合评价方法。采用精度寿命... 精度保持性是制约国产数控机床走向高端的关键环节,精度保持性定量评价是数控机床综合性能提升的重要部分。针对现有评价方法不足,考虑机床精度指标在时间维度上的动态演变过程,提出一种数控机床精度保持性综合评价方法。采用精度寿命、精度保持度、精度退化速率、精度波动度4个评价指标构建精度保持性多指标评价体系,基于层次分析法确定各评价指标初始权重,利用熵权法对初始权重进行修正,最终由组合赋权法得到各指标的综合权重,并结合评价指标数据计算精度保持性综合评价指数。通过一组算例数据对精度保持性综合评价方法有效性进行验证。在此基础上,对某型立式加工中心精度指标进行长期监测,按照所提方法计算关键精度指标的精度保持性综合评价指数,对比得出精度保持性水平高低并进行分析。结果表明:该方法利用4个指标对机床精度保持性进行评价,更加全面反映精度退化过程,实例分析某机床X向直线轴的Y向精度保持性高于Z向,与实际情况一致。 展开更多
关键词 数控机床 精度保持性 多指标综合评价 组合赋权
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考虑材料流动特性的渗碳20CrMnTi磨削去除机理
15
作者 曹长虹 冯俊超 +2 位作者 陶彦辉 孙聪 宋成杰 《表面技术》 北大核心 2025年第20期207-216,共10页
目的为适应极端环境交变载荷冲击的复杂服役环境,需充分发掘20CrMnTi改性制造潜力,有必要开发新型抗疲劳性形协同制造方法,以实现多周期服役下长耐久性的工程价值。方法提出一种基于加工动态热力耦合效应的磨削渗碳强化表面抗疲劳制造方... 目的为适应极端环境交变载荷冲击的复杂服役环境,需充分发掘20CrMnTi改性制造潜力,有必要开发新型抗疲劳性形协同制造方法,以实现多周期服役下长耐久性的工程价值。方法提出一种基于加工动态热力耦合效应的磨削渗碳强化表面抗疲劳制造方法,建立考虑材料流动特性的磨削渗碳强化表面材料创成模型。混合碳粉和淀粉水溶液结合模具制备工件表面预置碳层,对20CrMnTi工件预磨削以保持较高的平面度,将脱水后的碳层置于工件表面,对工件表面材料进行大切深磨削以充分利用加工中的热力耦合效应以及砂轮高频次冲击微锻效应,实现加工表面的性形协同抗疲劳制造。同时,基于加工砂轮表面磨粒运动学规律与被加工材料冷作硬化性质,探明加工表面材料渗碳强化改性创成机制。结果磨削渗碳强化加工表面磨削力可一定程度降低,这是由于材料流动特性降低,加工区域表面材料更容易过早发生断裂,强热力耦合作用下的渗碳强化加工表面粗糙度为0.97μm,而较小加工参数下加工颤振所致的表面粗糙度为5.7μm,且硬化后的硬度可达基体硬度的3.5倍,所获得的最大残余压应力为260 MPa。结论该研究阐明了所提工艺方法的性形协同创成机制,可实现低碳合金钢表面的高性能制造,为极端环境关键表面性形协同制造提供理论与工艺价值。 展开更多
关键词 20CrMnTi 磨削渗碳强化 表面创成 材料流动
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基于顶点邻域双映射的增材制造几何误差预补偿方法
16
作者 杨伟东 蔡子行 +3 位作者 孟德状 马千朝 王媛媛 朱东彬 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第5期487-495,共9页
在构建三维零件的增材制造过程中,零件的成形几何精度受到多种因素的制约,导致实际成形零件的尺寸和形状与原始设计的边界表示(B-rep)模型存在偏差.在须依赖于模型分层处理的增材制造工艺中,分层误差和制造工艺误差对于零件几何尺寸的... 在构建三维零件的增材制造过程中,零件的成形几何精度受到多种因素的制约,导致实际成形零件的尺寸和形状与原始设计的边界表示(B-rep)模型存在偏差.在须依赖于模型分层处理的增材制造工艺中,分层误差和制造工艺误差对于零件几何尺寸的影响最为显著.为了减少几何误差,通常在预处理阶段对STL模型进行误差预补偿.本文提出了一种基于三角网格顶点邻域双映射的误差补偿方法,通过重建STL模型三角网格顶点的拓扑关系,消除冗余信息并优化顶点邻域的三角面片索引链表,并依据三角面片与顶点的法向量方向映射关系,以及几何误差模型预测值与顶点偏移量的距离映射关系,结合三角面片权重计算顶点的误差补偿量,最终生成经过补偿的STL模型.为验证所提出方法的有效性,本文以砂型黏结剂喷射(BJ)工艺为例,对于所设计的多特征砂型标准件进行几何误差补偿前后的实验对比,结果表明:经过补偿后的标准件,其相对误差降幅均在63.00%以上,打印零件的成形精度得到了大幅提升. 展开更多
关键词 黏结剂喷射工艺 增材制造 几何误差 误差补偿
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面齿轮蜗杆砂轮瞬时磨削温度数值分析模型
17
作者 王超 郭辉 +2 位作者 阮宇航 冉小平 赵宁 《机械传动》 北大核心 2025年第1期20-27,共8页
【目的】采用蜗杆砂轮磨削面齿轮时热量分布较为复杂,且集中在轮齿表层,易造成热变形和热损伤。为改善上述情况,建立了面齿轮蜗杆砂轮瞬时磨削温度的数值计算模型,来研究磨削温度的分布规律及其变化规律。【方法】首先,根据磨削过程中... 【目的】采用蜗杆砂轮磨削面齿轮时热量分布较为复杂,且集中在轮齿表层,易造成热变形和热损伤。为改善上述情况,建立了面齿轮蜗杆砂轮瞬时磨削温度的数值计算模型,来研究磨削温度的分布规律及其变化规律。【方法】首先,根据磨削过程中面齿轮和蜗杆砂轮的几何接触特性,利用二次曲面对瞬时接触区域进行拟合,推导得出瞬时磨削接触面积的计算式;其次,研究单颗磨粒在磨削过程中的受力情况,考虑磨削过程中瞬时参与磨削的磨粒数以及磨粒平均磨削厚度,得出瞬时磨削切向力和法向力;然后,分析磨削过程中热量的产生和传递规律,构建了面齿轮蜗杆砂轮瞬时磨削温度数值分析模型。最后,进行磨削温度测试试验,以评估所建模型的计算精度。【结果】分析结果表明,瞬时磨削温度在同一齿高位置处,从内径到外径明显逐渐增大;在同一齿宽位置处,从齿顶到齿根,温度逐渐升高但变化较小;瞬时磨削温度随磨削深度、进给速度、砂轮转速的增加而升高,其中,磨削深度和砂轮转速的影响较为显著。 展开更多
关键词 面齿轮 蜗杆砂轮磨齿 磨削面积 磨削温度
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面向低噪纹理的珩磨轮几何参数优化方法
18
作者 张旭 李聪波 +2 位作者 张友 张乘辉 周峰 《中国机械工程》 北大核心 2025年第12期2875-2884,共10页
针对内啮合强力珩齿齿轮在传动时部分齿面纹理与传动接触线几乎重合导致出现噪声的问题,开展了面向低噪纹理的珩磨轮几何参数优化方法研究。首先分析珩齿齿面纹理分布的影响因素,并建立珩齿齿轮传动接触线上的纹理分布模型;然后基于有... 针对内啮合强力珩齿齿轮在传动时部分齿面纹理与传动接触线几乎重合导致出现噪声的问题,开展了面向低噪纹理的珩磨轮几何参数优化方法研究。首先分析珩齿齿面纹理分布的影响因素,并建立珩齿齿轮传动接触线上的纹理分布模型;然后基于有限元法分析齿面纹理与传动接触线间位置关系对噪声的影响,提出一种面向低噪的珩齿齿面纹理分布策略,并建立以低噪纹理分布为目标的珩磨轮几何参数优化模型。案例研究表明,采用优化后珩磨轮加工的齿轮,其振动坎贝尔图的能量密度相较之前有所改善,且随着转速的提高噪声水平明显下降,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 内啮合强力珩齿 珩齿齿面纹理 珩磨轮几何参数 传动噪声
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基于双位置闭环反馈的数控机床进给系统反向间隙测量方法的研究
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作者 都学飞 戴玉红 +5 位作者 徐彪 许强 关方亮 边亚超 康子琳 陈欣 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第1期208-214,共7页
针对双位置闭环反馈的数控机床进给系统,其传动精度中的反向间隙直接影响工件的加工精度、质量等,利用机床自身配置的闭环光栅尺系统,开发了一种高效、高精度和可在线实施的进给系统反向间隙检测方法。实验结果表明,该方法的反向间隙检... 针对双位置闭环反馈的数控机床进给系统,其传动精度中的反向间隙直接影响工件的加工精度、质量等,利用机床自身配置的闭环光栅尺系统,开发了一种高效、高精度和可在线实施的进给系统反向间隙检测方法。实验结果表明,该方法的反向间隙检测结果与激光测试数据的最大偏差在0.2μm以内,并且通过运行短时测试程序就可以实现,同时该研究为数控机床动态精度补偿、丝杠健康状态评估提供了理论依据与技术支撑。 展开更多
关键词 反向间隙 光栅尺 闭环控制 数据采集 数控机床 丝杠
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2.5D C_(f)/SiC复合材料与SiC陶瓷微磨削性能对比试验研究
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作者 巩亚东 李远峰 +1 位作者 温泉 任启震 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期52-60,共9页
为探究2.5D C_(f)/SiC复合材料与SiC陶瓷的微尺度磨削过程,对比2种材料在同一工艺参数下表面显微形貌、表面粗糙度与磨削力的差异,并分析工艺参数变化对磨削性能评价参数的影响;采用直径为0.9 mm的500#电镀金刚石微磨具对2种材料分别进... 为探究2.5D C_(f)/SiC复合材料与SiC陶瓷的微尺度磨削过程,对比2种材料在同一工艺参数下表面显微形貌、表面粗糙度与磨削力的差异,并分析工艺参数变化对磨削性能评价参数的影响;采用直径为0.9 mm的500#电镀金刚石微磨具对2种材料分别进行单因素微磨削试验.结果表明,2.5D C_(f)/SiC复合材料去除过程不同于SiC陶瓷,这是因为复合材料增强纤维的存在,有效抑制了微磨削过程中裂纹的扩展;在同一工艺参数下,2.5D C_(f)/SiC复合材料表面微观形貌较好、缺陷少、表面粗糙度小,而无纤维增强的SiC陶瓷表面微观形貌较差、缺陷多、表面粗糙度大;SiC陶瓷的平均磨削力大于2.5D C_(f)/SiC,并且在微磨削过程中,2.5D C_(f)/SiC的实时磨削力信号较平稳,而SiC陶瓷的实时磨削力信号存在尖刺. 展开更多
关键词 2.5D C_(f)/SiC复合材料 SIC陶瓷 微磨削过程 表面微观形貌 表面粗糙度 磨削力
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