微织构化表面润滑设计与发展分析

随着先进微细加工手段的可及化,近十年来,表面微织构技术有效促进了织构摩擦学的蓬勃发展。针对几种典型润滑工况下的摩擦特性,阐述了表面微织构技术的应用特征,尤其是表面微织构的实施对润滑区摩擦学行为的作用和影响。分析了表面织构在摩擦表面减摩抗磨、润滑减阻和防腐延寿诸方面的施用效果与发展潜力,在智能制造的现实需求下,提出表面织构技术快速发展的历史必然,并明确了表面织构技术应用与理论发展非协调之问题。进一步结合仿生设计思想,从表面微织构的几何结构设计和形貌拓扑优化等方面,评述了表面微织构设计理论与技术发展现状和趋势。着重指出,复合织构化设计理论与方法亟待拓展,仿生织构设计思想常会产生有益效果。最后,讨论了表面微织构技术在高低温等特殊应用背景下的摩擦学行为特征,拓展表面织构技术在极端工况下的应用潜力和工程价值。表面织构技术有望在控制摩擦、减小磨损和改善润滑方面发挥更积极的作用,进而推动我国高端装备相关产业的技术升级。

激光表面微织构工艺试验及应用研究

在声光调 Q 二级管泵浦固体光源 Nd：YAG 激光器基础上,采用“ 单脉冲同点间隔多次冶 激光微加工工艺,对 45#钢试样表面进行激光微织构加工。 分析了离焦量、泵浦电流、重复频率及重复次数对微织构形貌的影响规律。 工艺试验表明, 微凹腔的直径和深度随着泵浦电流的增大而增大,随着重复频率的增加呈减小的趋势,微凹腔深度随脉冲次数的增加呈近似线性增加,而微凹腔直径呈缓慢减小趋势。 通过对某型号四缸汽油机的台架性能试验研究,表明与传统平顶机械珩磨相比,采用激光珩磨技术的汽油机机油耗要比原机降低 56% , 燃油耗降低 1 . 94%-4 . 5% 。

基于RANSAC算法的极线约束立体视觉匹配方法研究

立体视觉匹配一直是机器视觉和模式识别领域中的一个重要问题。极线约束是立体匹配中的基本约束之一,为进一步提高立体匹配精度和效率,在对极线约束数学描述推导的基础上,通过求解基本矩阵得到相应匹配点的极线,提出了求解基本矩阵的一般算法,即采用RANSAC算法。首先得到特征点的初始匹配点对,然后运用7点算法将初始匹配点对划分为内点和外点,最后用所有的内点来重新计算优化基本矩阵,并通过对实际图像的立体视觉匹配实验,以验证该匹配算法的有效性。

激光微织构表面脂润滑性能试验研究

采用声光调Q二极管泵浦固体光源(DPSS)Nd∶YAG激光器,在45#钢试样表面进行激光微织构加工,采用VYKO-NT1100三维形貌分析仪对微观织构形貌进行测量。以二硫化钼润滑脂为润滑剂,在MMW-1A型摩擦磨损试验机上进行微织构试样和光滑试样在不同工况条件下的摩擦性能对比试验。试验结果表明,在一定条件下,面积占有率为14%的微凹腔织构表面的脂润滑性能明显优于未织构光滑表面,且随着微凹腔面积占有率的增大,摩擦因数波动范围变小;凹槽织构表面较未织构光滑表面具有更好的润滑稳定性;在脂润滑条件下,激光微织构表面较未织构光滑表面摩擦因数最大可降低26%。

微观复合造型模具拉延成形数值模拟和优化研究

通过对模具表面的微织构复合造型处理,实现模具表面摩擦状态的优化,可以提高制件成形质量和模具使用寿命。采用有限元方法分析板料拉延成形中模具表面各区域摩擦特性对拉延成形性能的影响规律。根据模具不同区域摩擦对方盒件拉延成形质量的影响,将模具工作表面划分为主影响区、次影响区和微影响区。通过均匀设计试验法,得到方盒件拉延成形减薄率和增厚率回归方程,为传统金属成形模具表面摩擦特性分布的优化提供理论依据。

国内模具工业技术现状与发展趋势

在综述国内模具工业发展水平和技术现状的基础上 ,重点分析了模具设计与制造方面的新技术、新工艺 ,如模具CAD/CAF/CAM一体化集成化、激光加工、高速铣削加工、特殊表面处理以及快速经济制模技术等 ,并探讨了国内模具工业技术发展趋势。

基于绿色制造的清洁机械加工技术研究与发展

系统地论述绿色制造的基本体系和结构 ,讨论清洁机械加工的主要内容 ,指出实现清洁机械加工的基本途径和方法 ,阐述开展清洁机械加工技术研究与应用对保护生态环境。

基于工程设计与制造理念的机类专业工程图学教学改革探索与实践

本文在分析目前国内工程图学课程教学现状与存在问题的基础上,提出基于工程设计与制造理念构建机类专业工程图学教学模式,即根据机械工程教育的实践性属性,在教学内容、教学方法和手段、实践性环节等方面进行一些探索和改革实践,着重培养学生的工程意识和图学思维表达能力。具体通过精选教学内容,夯实图学基础;理论联系实际,加强工程创新素质培养;丰富教学手段,激发学习兴趣和动力;增设课程设计环节、提高CAD绘图能力。

激光微织构固体润滑表面高温摩擦学性能研究

目的研究微织构纳米固体润滑剂及碳纳米管(CNTs)添加剂对微织构表面高温润滑性能的影响。方法采用YLP-HP-1-100-100-100型光纤激光器在Cr4Mo4V高温轴承钢表面进行织构化处理,并填充二硫化钼(MoS_2)-聚酰亚胺(PI)和不同碳纳米管添加含量的MoS_2-PI-CNTs复合固体润滑剂。在环-盘接触的MMU-10G高温摩擦磨损试验机上进行了环境温度从室温到400℃的滑动摩擦性能试验。结果填充含纳米MoS_2的复合固体润滑剂的微织构表面的摩擦系数比填充含相同含量微米MoS_2的低35%左右。微织构纳米MoS_2-PI自润滑表面摩擦系数随碳纳米管含量的增加先减小后增大,当碳纳米管质量分数为6%时,其摩擦系数最小,且比无碳纳米管的低37%左右。在MoS_2-PI纳米复合润滑剂中添加6%碳纳米管后,MoS_2-PI-CNTs纳米复合润滑剂具有更高的使用温度和更低的摩擦系数。结论纳米Mo S2的润滑效果优于微米MoS_2,碳纳米管有利于提高Mo S2-PI复合固体润滑剂的耐热性能和润滑减摩性能。

泥浆泵高铬铸铁材料激光淬火技术及其摩擦磨损性能研究

目的提高高铬铸铁的耐磨性能。方法采用CO_2激光器对高铬铸铁工艺试样进行表面激光淬火,利用MMW-1A型摩擦磨损试验机研究激光淬火后试样在磨粒介质条件下的摩擦学性能,并对试样的表面摩擦系数以及磨损率进行测量与分析。结果淬火后试样表层组织被细化,由表及里可分为淬硬区、热影响过渡区和基体区。与基体相比,淬硬层硬度显著提高,最高硬度出现在次表层,可达1105.7HV。当摩擦磨损试验达到稳定状态时,淬火后的试样表面摩擦系数均比未淬火的低,当淬火带间距为1 mm时摩擦系数最小,其值为0.3左右,而未淬火的试样表面摩擦系数高达0.65。相同磨损时间下,激光淬火试样均比未淬火试样的磨损率小,当淬火带间距为1 mm时,磨损率最小,耐磨性最佳。结论激光淬火技术有效地提高了高铬铸铁材料的耐磨性能,延长了泥浆泵缸套的使用寿命。

微织构自润滑表面在油介质中的摩擦学性能

为探究不同表面处理方式对试样表面摩擦学性能的影响,分别对GCr15试样表面进行激光微织构加工,光滑表面涂抹润滑油,微织构表面填充固体润滑剂,微织构表面涂抹润滑油,微织构表面填充固体润滑剂并涂抹润滑油等不同表面处理方式,在MMW-1A摩擦磨损机上进行摩擦磨损试验。同时改变试验的载荷及转速,探究在不同转速和载荷工况下,不同表面处理方式对试样摩擦因数的影响。结果表明,在干摩擦条件下,试样表面采用微织构处理并填涂固体润滑剂可使摩擦因数较光滑表面降低47.6%;在油介质中,采用微织构处理可使摩擦因数较光滑表面降低4.8%,采用微织构处理并填充固体润滑剂可使摩擦因数较光滑表面降低17.7%。且在油介质中,采用织构化处理和固体润滑结合的表面处理方法,试样摩擦因数随载荷增大而减少且逐渐趋于稳定,但随转速增大而增大。

激光微织构用吸光涂层正交工艺试验研究

为了提高金属表面激光吸收率及激光微织构加工表面质量,采用W-71s型喷枪在试样表面分别喷涂黑漆、水玻璃和黄料,并用Nd∶YAG激光器对其进行激光微凹坑加工。与无涂层试样相比,激光加工水玻璃和黄料涂层试样表面蚀除凹坑体积都增加,其凹坑边缘熔渣体积都减少,其中,黄料涂层试样表面蚀除凹坑体积增加了29.4%;在此基础上,利用正交试验法探讨水玻璃和黄料的配比以及厚度对激光微织构加工表面蚀除凹坑体积和凹坑边缘熔渣体积的影响。结果表明,吸光涂料的厚度控制在0.1mm左右,黄料含量17%、水玻璃含量18%的涂料为最优涂料配方;正交试验表中最优试样表面蚀除凹坑体积相比无涂层试样增加了70.6%,其凹坑边缘熔渣体积减少了16.2%。该工艺显著提高了激光吸收率和激光加工表面质量。

美国工程图学教材对我国图学教育改革和精品课程建设的启示

比较了中美两国的工程图学教材,得到了对我国图学教育改革和精品课程建设的以下启示:目标上应树立为工程设计服务的思想,加强徒手表达工程设计思想的能力,加强用计算机等手段来进行创造性形体设计的能力;教学体系上应紧密结合现代社会的发展,将计算机三维引入教学;结构上趋向于教材与教学参考资料的结合;内容上要具有研究性、讨论性、开放性和前沿性,增加实例和实践环节;形式上要做到丰富多彩;最后要缩短教材更新的周期。

不同吸光涂层对激光微织构加工性能影响研究

为了提高激光微织构加工效率和改善微织构加工质量,采用W-71s型喷枪在GCr15轴承钢表面分别喷涂用黑漆、水玻璃、黄料、磷酸锌和石墨制备的涂层。利用Nd∶YAG激光加工机对其进行激光微织构加工,使用3维形貌分析仪对微凹坑的形貌进行了检测。结果表明,与无涂层试样相比,采用水玻璃和黄料涂层试样表面蚀除凹坑体积均增加,凹坑边缘熔渣体积均减少,其中黄料涂层表面蚀除凹坑体积增加了29.4%,水玻璃涂层凹坑边缘熔渣体积减少了64.9%;在一定条件下,复合涂层相比单一涂层具有更好的激光加工性能,其中黄料与水玻璃复合涂层的性能最为显著,与未经涂层的相比,凹坑蚀除体积增加了47.1%,凹坑边缘熔渣体积减少了43.2%。这一结果对提高激光微织构加工效率、改善微织构加工质量具有一定的指导意义。

激光微造型表面固体润滑性能研究

采用声光调Q二极管泵浦固体光源(DPSS)Nd:YAG激光器,在45#钢试样表面进行表面微造型加工。以聚酰亚胺(PI)和二硫化钼(MoS2)复合固体润滑材料作为固体润滑剂,通过两步加温固化黏结工艺成功制备微造型固体润滑试样。在MMW-1A型摩擦磨损试验机上进行光滑无润滑试样、光滑表面固体润滑试样和微造型固体润滑试样的摩擦性能对比试验,以及微造型固体润滑试样在不同转速和压力下的摩擦性能试验。结果表明,在经过激光加工的微凹坑中填充复合固体润滑材料的试样,在摩擦过程中微凹坑中填充的固体润滑材料能有效转移到在摩擦表面,补充消耗掉的润滑材料,因而表现出更好的摩擦学性能。

模具工业先进制造技术特点及发展概况

重点介绍模具 CAD/ CAE/ CAM集成化、现代模具检测与加工设备 ,新型模具材料及表面处理技术、快速经济制模技术等模具先进制造技术的发展特点 ;

摩擦因数对差速器行星齿轮精锻成形的影响

以某差速器行星齿轮为研究对象,基于Deform-3D软件对差速器行星齿轮锻造过程进行数值模拟,分析齿轮成形规律,研究模具表面不同摩擦因数组合对齿轮成形质量和模具寿命的影响。研究结果表明,对上凸模、下凹模和上凹模同时进行减摩处理,其成形载荷峰值和模具磨损值大于仅对下凹模表面进行减摩处理的情况;当对下凹模进行减摩处理,上凸模和上凹模表面摩擦因数保持不变时,与传统方案相比,不仅可以获得填充完整的齿轮,还可以使载荷峰值降低约18.99%,下凹模表面磨损量减少约75.96%,因此得到模具表面最优摩擦因数组合,可为实际生产提供可行的优化方案。

基于FPGA的激光微织构加工系统控制器的设计与实现

针对激光微织构加工过程中运动平台与激光器联动精确控制问题,设计一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的控制器及其上位机控制软件。FPGA接收上位机通过串口发送的指令并解析,完成对激光器和运动平台的联动控制。采用有限状态机的方式编写了平面点阵、平行槽及网纹形貌的微织构加工控制程序,其中平面网纹形貌的加工采用两轴联动方式代替插补方式。对各项功能进行仿真及实验测试表明该控制器可实现两轴联动,可完成指定平面微织构形貌的加工,其中网纹形貌微加工效率提升50%。

土建类工程图学CAI课件设计与研制

土建类工程图学研究的是空间形体的投影与表达,其传统教学手段难以实现课堂形象化教学,不利于学生的认知过程。计算机多媒体技术的模拟效果能有效克服传统教学的致命弱点。因此,研制土建类工程图学CAI课件具有必要性、迫切性和可行性。课件研制中研制人员的理想结构、多媒体技术的合理应用、课件结构的设计、课件信息素材的采编原则、课件制作软件的选择、课件脚本的撰写以及课件屏幕设计等是设计与研制该课件的关键问题。