知识结构图在“机械制造技术基础”课程教学中的设计与应用

知识结构图是提高课程教学质量的有效手段。结合课程选定的教材,从课程整体内容和章节内容两方面设计了机械专业“机械制造技术基础”课程的知识结构图。以工艺规程为课程教学主线,以汽车发动机的制造过程为工程实例,构造出将毛坯加工成零件并完成装配的工作内容,设计和制作出了“机械制造技术基础”课程整体教学内容的知识结构图,通过课程的整体知识结构图,将课程中的加工方法、机床、刀具、夹具、切削用量、加工质量检测、加工工艺以及装配工艺等内容,分别与教材的六个章节建立了联系。同时,针对课程的各章节教学内容,设计了课程各个章节的知识结构图,以“第四章机床夹具原理与设计”为例,说明了“机械制造技术基础”课程中章节知识结构图的设计方法。所建立的知识结构图有助于指导学生以全局角度了解“机械制造技术基础”课程的知识结构,理解教材各个章节所学知识之间相互关系和知识用途,能够以生动、有趣的图片描述课程每章应该掌握的知识内容以及知识点之间的关系,从而帮助学生以简单、轻松、有趣的方式系统学习和掌握各章的知识内容,有助于提高课程教学质量。

论文摘要

论文名称:超精密成形磨削机床液体静压导轨运动误差分析及节流控制技术研究超精密机床是国家相关重大工程实现预期目标的装备保证。为实现示范线全流程的效率目标,本课题组研制了超精密磨削机床UPG80,采用液体静压技术以保证整机加工精度。本文聚焦液体静压导轨运动误差分析及节流控制技术研究。

超精密机床热形变及其对运动精度的影响研究

超大口径超精密机床研制是大口径光学元件加工的必要基础,超大口径超精密机床在大行程、长工作周期的加工过程中,由于导轨发热引起的机床热形变将严重影响运动部件的直线度与光学元件的加工精度。利用ANSYS Workbench软件进行热-结构耦合仿真,对所设计的龙门式大口径磨削机床、5轴柔性气囊抛光机床进行了热形变分析,得到了导轨生热对机床整体热形变的影响规律。针对现有的磨削、抛光机床进行温度-直线度监测实验,探究了热形变对磨削机床所用液体静压导轨与抛光机床所用直线导轨运动直线度的影响规律,实际测量结果表明机床液体静压导轨的油膜生热对导轨运动直线度有较大影响。

工艺参数对激光熔覆裂纹缺陷的影响

应用脉冲激光在高速钢基体上熔覆Ni基WC条纹,用体视显微镜观察熔覆条纹的裂纹。通过析因实验设计,研究工艺参数对熔覆裂纹缺陷的影响,建立了裂纹率与工艺参数之间的回归方程。研究表明,熔覆工艺参数对裂纹的影响程度依次为电流、脉宽、频率、扫描速度、离焦量,熔覆裂纹的产生还受到工艺参数间交互作用的影响。本文所建立的回归方程能够较好地描述熔覆条纹裂纹率与工艺参数之间的关系。

激光熔覆Al_2O_3网格高速钢表面的摩擦磨损性能

为了改善高速钢的摩擦磨损性能,应用激光熔覆技术在高速钢试件表面制备出Al_2O_3熔覆网格。观察试件的金相组织,并测试显微硬度,分别对高速钢光滑试件和Al_2O_3熔覆网格试件进行了摩擦磨损试验。结果表明:Al_2O_3熔覆网格的硬度提高,Al_2O_3熔覆网格高速钢试件的磨损量降低;激光熔覆Al_2O_3网格以磨粒磨损为主,网格间隔区域高速钢基体的磨损机制包括磨粒磨损和黏着磨损;Al_2O_3熔覆网格硬度的提高、Al_2O_3硬质颗粒的弥散强化作用和Al_2O_3熔覆网格的抗黏着作用,有助于提高Al_2O_3熔覆网格高速钢试件的表面耐磨性。

大口径光学非球面超精密磨削装备与技术

针对大口径光学元件的超精密加工需求,在自主开发的MK7160和2MK1760两台平面磨床的研制基础上,进一步研发了高精度平面磨床UPG80。与现有大多数大口径平面磨床及MK7160、2MK1760磨床相比,UPG80应用了更先进的关键配套工艺技术,包含液体静压支承技术、砂轮修整技术及智能监测系统等。同时,对磨床UPG80的静态精度进行了检测,建立了三坐标轴误差模型对磨床进行误差补偿。在此基础上,采用金刚石圆弧砂轮对530mm×530mm口径的光学非球面元件进行加工,获得了良好的加工效果,验证了磨床的可靠性。

PM流量控制器参数对液体静压导轨运动精度影响的研究

液体静压导轨在超精密机床中广泛应用,其运动误差直接影响被加工件表面精度,因此,针对液体静压导轨运动精度的研究并不少见。然而,上述研究涉及的建模方法都具有一定的简化处理,并且少有考虑恒压式液体静压导轨中关键元件节流器的影响作用。基于运动学理论,直接建立四油垫闭式液体静压导轨准静态理论模型,研究PM流量控制器参数对运动精度的影响。分析表明,该节流器三个关键参数不影响运动误差曲线波峰波谷的出现位置,但会影响运动误差的波动程度和PV值。通过油膜反力波动分析可以解释运动误差变化机理,油膜反力波动越剧烈,运动误差变化也越显著。相对于其他两个参数比流量Kr和供油压力Ps,初始流量Q0对运动精度的影响较为显著。研究工作旨在为PM流量控制器关键参数的选取提供理论参考。

先进光学制造技术最新进展

在激光核聚变、大型天文望远镜等国家大光学工程及各种光机电产品的驱动下,高面形精度、高表面质量、多结构型式光学组件的需求量日益增加,因此,先进光学制造技术显得尤为重要。主要综述了近十年来光学超精密加工技术的发展情况,主要包括超精密车削、磨削和抛光技术。根据光学组件的材料特性、结构特征和加工要求等,阐述了超精密加工技术的具体研究进展,包括传统技术的迭代更新与新型技术的研制开发,并针对典型应用进行举例。最后,展望了超精密光学加工技术的发展趋势。希望能为光学制造领域后续深入研究提供参考。