PDMS/PVDF静电纺丝膜的制备及油水分离性能研究

利用静电纺丝技术制备具有特殊浸润性表面用于油水分离研究。对比聚偏氟乙烯(PVDF)与聚二甲基硅氧烷(PDMS)不同配比下静电纺丝的成膜效果,并进行性能表征。研究表明,适量的PVDF可以对PDMS起到助纺与增塑的效果,且微球的存在使膜层表现出更好的疏水性。此外,膜层具有的对水高黏附性是受到毛细吸附与静电作用双重影响。当PVDF与PDMS的配比为2∶1时,膜层显示出对油包水乳液良好的选择透过性,水接触角可达150°,油接触角几乎为0°,油水分离率在98%以上,是油水分离材料良好的候选物。

基于MQL的碳纤维复合材料制孔表面质量及切削力试验

目的 减少碳纤维增强复合材料(CFRP)制孔表面毛刺及边缘凸起等缺陷。方法 对比研究在干切削和微量润滑(MQL)2种加工条件下碳纤维增强复合材料(CFRP)的制孔,在切削速度一定时,探究切削方式、进给速度对制孔尺寸精度、表面质量、切削力的影响。采用方差分析对各影响因素及其权重进行分析。结果 得出了切削方式和工艺参数对制孔尺寸精度、切削力、表面质量的影响规律。试验结果表明,在微量润滑条件下,由于润滑和降温的影响,表面毛刺得到有效去除,纤维断面平整,剪切作用明显,抑制了由温升所引起的边缘隆起膨胀现象,试样的表面质量得到显著提高,切削力整体降低。在干切削和微量润滑条件下对制孔尺寸精度影响最大的是切削方式。对于切削力,在干切削时受到切削方式的影响最大,在微量润滑条件下受到进给速度的影响最大,随着进给速度的增大而增大。结论 在现有试验条件下,微量润滑的加工质量总体上优于干切削的加工质量,其制孔尺寸的精度整体更高,其切削力最大降低了84.26%。

FRP制孔分层形成机理及抑制工艺方法研究

本文论述了钻削纤维增强复合材料(Fiber reinforced polymer,FRP)过程中产生分层的类型及形成机理;阐述了各种分层的有限元仿真分析和FRP制孔的试验研究进展,论述了超声振动辅助加工、磨料水射流加工、激光加工及水射流辅助激光加工技术对FRP制孔分层缺陷的抑制效果;分析了FRP钻削中刀具类型、工艺参数及辅助工艺对分层缺陷的影响;从特种加工工艺和传统工艺两种方法提出了分层缺陷抑制准则;最后总结了FRP制孔工艺研究存在的不足并展望了未来的发展。

基于改进BiSeNet的非结构化道路分割算法研究

非结构化道路通常没有清晰的边界及车道线,环境较为复杂,传统的基于道路纹理、颜色特征的分割方法无法满足实时性和准确性的要求。针对非结构化道路场景,提出了基于改进BiSeNet的轻量化语义分割模型,采用轻量化主干提取网络和引入深度可分离卷积,优化速度控制;在最后的特征融合阶段引入通道注意力,自适应地选择重要特征,抑制冗余信息,提高非结构化道路分割的准确性。改进后模型参数量仅有1.11×106,检测速度提升18.83%,F1-score达到了96.74%。对比其他主流语义分割模型,该算法具有参数量小、速度快、准确率高等优势,可为非结构化道路场景下无人驾驶车辆的安全运行提供参考。

微细铣削表面粗糙度预测与试验

分别采用正交试验回归分析法和基于正交旋转组合设计的二次响应曲面法(RSM)建立了微细铣削表面粗糙度预测模型,并在微小型车铣中心上对硬铝合金进行了试验研究,分析了铣削参数对表面粗糙度的影响。分别对两种预测模型进行了显著性检验并进行对比分析后发现:二阶响应曲面法的预测精度明显优于正交回归分析法。根据二次响应曲面法的试验结果,对回归方程中的回归系数进行了显著性检验,得出了铣削参数影响表面粗糙度的线性效应、二次效应和交互效应的显著性并进行了排序。试验结果表明:在试验采用的工艺参数范围内,对微细铣削表面粗糙度影响重要程度依次是铣削速度、每齿进给量、切削深度。

基于响应曲面法的微细铣削表面粗糙度预报模型与试验研究

在自主研发的微小型车铣中心上,采用正交可旋转中心复合设计的二次响应曲面法对硬铝合金进行了微细铣削试验,分析了铣削参数(切削速度、每齿进给量、切削深度)对表面粗糙度的影响。基于二阶响应曲面法建立了表面粗糙度预测模型,根据试验结果,采用最小二乘估计得出回归系数,对回归方程进行了显著性检验,并对切削参数影响表面粗糙度的线性效应、二次效应和交互效应的显著性进行了比较。结果表明:在一定工艺参数范围内,切削速度对微细铣削表面粗糙度的影响最大,每齿进给量次之,切削深度影响最小;二次响应曲面法预测模型回归显著,置信度高,可以用于进行加工前的切削参数选择,以达到对表面粗糙度进行预测和控制的目的。

基于车铣复合加工的微小型结构件工艺研究

随着产品小型化、微型化的发展趋势,微小型零件尤其是微小型结构件的需求越来越广泛,微小型复杂、异形、高强度、多尺度金属结构件对加工提出了更高要求,基于车铣复合加工的微细切削技术在加工微小型结构件方面有独特优势。首先对微小型结构件的工艺特征进行了总结和分析,指出微小型结构件加工机床的工艺特点,然后介绍了微小型车铣加工中心的结构布局和工艺能力,并对典型微小型结构件的加工工艺进行了试验研究,结果表明:基于微小型车铣加工中心,采用车、铣、钻、车铣复合工艺加工微小型结构件,能够一次装夹定位实现完整加工,提高了加工精度和加工效率,通过快速调整加工工艺,能够实现微小型结构件的柔性加工,是一种高效实用的加工方法。

芳纶纤维复合材料切削加工研究进展

随着芳纶纤维复合材料的应用日益广泛,不仅需要进行成形加工,还需要二次加工以保证后续精确配合、连接和装配的需要,这就对加工精度、效率和成本提出了相应要求。二次加工多用切削加工,易出现翻边、分层、拉毛、抽丝、烧焦等加工缺陷,限制了该材料的进一步应用。为拓展其用途,迫切需要全面展开芳纶纤维复合材料的二次加工技术研究。阐述了芳纶纤维复合材料的组成、结构、性能特点和应用领域,并以此为依据论证了芳纶纤维复合材料的切削性能,分析了加工缺陷产生的原因。综述了国内外芳纶纤维复合材料的二次加工现状,阐述了其加工机理和实验研究进展,包括芳纶纤维复合材料的典型加工工艺(如切削加工、铣磨、激光、超声、水射流等),以及对于切削力、表面质量、刀具磨损、切削变形、加工缺陷等方面的研究。切削加工是实现芳纶纤维复合材料二次加工的成熟、高效方法,迫切需要开展一系列切削机理和试验研究。

选区激光熔化成形316L表面质量及工艺试验研究

目的提高选区激光熔化成形316L不锈钢的成形表面质量,达到高质高效成形效果。方法采用380W功率的激光进行SLM成形,对比160μm大层厚和1000 mm/s以上高速率两种工艺组合,对表面及截面缺陷形成机理进行试验研究,检测其表面形貌、致密度、微观组织、力学性能等,探索316L高质高效打印成形的工艺方法。结果选区激光熔化成形316L不锈钢主要有球化、搭接、熔池间未熔合的表面缺陷,截面具有气孔、球化、熔池间未熔合的缺陷。曝光时间对于大层厚成形截面质量影响最大,增加曝光时间会提高成形致密度;而较小的曝光时间和点距以及线间距更有利于高速率成形。在1000 mm/s高速率试验条件下,即曝光时间、点距、线间距分别为30μs、30μm、90μm时,试件致密度达到99.99%。结论高速率成形的截面质量通过工艺优化组合可达到高致密度,且通过表面重熔工艺改善表面效果明显,整体性能最优。大层厚参数打印成形虽可达到高致密度,但在表面质量方面与高速率成形参数存在较大差距。综合比较,高速率成形在保证较好表面质量的前提下可以达到高致密度。

微小型零件的微细切削加工工艺研究

文章研究了微小型零件的微细切削加工工艺,微细切削加工微小型零件具有较大的工艺和成本优势,适应微小型零件产品批量化、加工柔性化、材料多样化的发展趋势。微小型零件按照加工工艺特征大致可分为微小型轴类、三维结构件、板类和齿轮类零件,总结和分析了上述零件的工艺特征和加工方式,介绍了微小型加工机床和刀具的选用原则,包括如何合理选择微细切削刀具的材料、特征尺寸和结构。微小型零件必须根据机床功能和零件自身结构特点确定装夹方式,并进行准确定位。最后,归纳和总结了微小型零件进行微细切削数控加工工艺设计时应遵循的原则,并进行了详细论述。微细切削加工中,采用合理的数控加工工艺和走刀路线,可以实现微小型零件的精确、高效加工,适应批量化的产品需求。

选区激光熔化TC4球化飞溅机理及其试验研究

目的提升单熔道、单层面的成形质量和打印精度,通过对球化、飞溅缺陷机理的研究及试验探索,寻找减少其产生的最优工艺路径。方法采用不同激光功率、点间距、线间距的打印策略成形单熔道,通过单熔道的成形质量,初步选取表面质量较好的成形工艺参数范围,进行单层面的成形试验。在单熔道、单层面成形试验中,进行球化、飞溅缺陷产生的研究和分析,探讨其产生机理及对表面质量的影响,并进一步进行单层面试验研究,找到合理的工艺参数取值范围,以此提升单层面表面质量。结果球化、飞溅缺陷对于单熔道、单层面的成形质量及精度都有较大影响。能量密度是影响缺陷产生的主要原因,适当的能量密度可以提升表面质量,线能量密度在0.4~0.6 J/mm、面能量密度在4~6 J/mm^(2)时,所成形的样件表面较为平整,球化、飞溅缺陷明显减少,成形质量好,精度较高。结论当能量密度合适时,球化、飞溅缺陷明显减少,单熔道、单层面的成形效果好,流动均匀且连续。球化、飞溅缺陷有一定的规律性,可以通过最优工艺参数进行避免。

微细干车削硬铝合金LY12的表面粗糙度研究

采用YG类细晶粒硬质合金刀具和PCD刀具对硬铝合金LY12进行了微细干切削试验,通过单因素切削试验研究了不同刀具材料、刀具前角、刀尖圆弧半径对表面粗糙度的影响。结果表明,在微细干切削条件(v=12.6m/min,αp=0.02mm,f=0.004～0.01mm/r)下,采用PCD刀具可获得Ra0.112～0.30μm的光洁表面;采用大前角、大刀尖圆弧半径的PCD刀具,可获得最好的加工表面粗糙度。

PCD刀具微细车削硬铝合金的表面质量研究

在微细车削硬铝合金正交试验中,分析了切削参数(包括切削速度、进给量、切削深度)对表面粗糙度和表面显微硬度的影响规律,建立了表面粗糙度预测模型,并进行了回归方程和回归系数的显著性检验。结果表明:进给量对微细车削表面粗糙度的影响最大,切削速度次之,切削深度影响最小,较大的切削速度不仅使机床振动加剧从而使表面粗糙度值增加,而且切削中热量不易散发,表面产生加工硬化。考虑机床动态特性选择合适的切削速度避开机床振动,以及采用较小的进给量、合理的切削深度可获得最好的微细车削表面质量。

芳纶纤维复合材料切削加工缺陷研究

为研究芳纶纤维复合材料切削加工缺陷,改进加工效果,对各种加工缺陷进行了深入分析和研究,进行了一系列钻铣试验。提出了避免加工缺陷的工艺方法。试验表明,采用人字形螺旋刃进行铣削,对工件进行预夹紧和工艺涂覆进行铣削和钻削,可以有效避免分层、翻边、抽丝、拉毛等工艺缺陷,使用高强高韧和耐磨性好的刀具材料,控制切削工艺参数,可有效避免烧焦现象的产生。

微切削毛刺形成机理及研究进展综述

概述了微切削毛刺的形态、分类及其生成机理;阐述了微切削毛刺的仿真分析研究进展;在微切削毛刺的试验研究进展方面,分析了切削工艺参数、刀具几何、切削方式和辅助工艺对微切削毛刺的影响;介绍了几种常用复合材料加工毛刺的研究现状;根据毛刺的成形机理和加工方式,综述了去除毛刺的工艺方法与设备,提出了去毛刺装置的性能要求;最后总结了微细毛刺研究方面的不足,并指出了将来研究的方向。

基于AutoCAD的微小型渐开线齿轮铣刀设计

基于AutoCAD软件设计了用于铣削模数为0.1mm齿轮用的微小型渐开线齿轮铣刀。此铣刀基本设计思路和小模数齿轮铣刀设计相同,但由于尺寸微小,刀具结构的工艺性要求较高,渐开线齿形部分精度和制造精度方面要求也较高。文章系统全面地介绍了此小模数渐开线齿轮铣刀的设计过程,包括刀具材料选用,以及各主要结构参数包括齿顶刀刃前角、后角、容屑槽结构、渐开线齿形、过渡曲线部分和侧后角检验的设计思路和计算方法。并对刀具制造精度提出详细要求,最后根据设计制作出的刀具加工出合格的目标零件。

超低温微铣削芳纶纤维复合材料表面质量

在常温与液氮超低温环境下对芳纶纤维增强复合材料进行微铣削对比加工试验,获取不同参数环境下的加工表面质量和铣削力数据。结果表明:超低温铣削加工环境能够对加工材料进行改性,降低强度、韧性等属性,使其易于切削,减少抽丝拉毛缺陷的产生,纤维断屑彻底,有助于获得更加优异的表面形貌。超低温环境充分抑制了烧蚀缺陷的产生,提高了加工表面质量,铣削表面粗糙度可达到2μm以下。与常温环境相比,超低温加工环境具有以下优势:在较高的进给速度下仍能保持良好的铣削表面质量,可以在保证加工质量的同时,一定程度上提高加工效率;铣削力减小明显,刀具表面磨损较小;改善了芳纶纤维复合材料的铣削加工性能,提高了铣削加工表面质量。

芳纶纤维复合材料制孔表面缺陷机理及工艺试验研究

目的减少芳纶纤维复合材料制孔的表面缺陷。方法通过对芳纶纤维复合材料进行钻削试验,研究钻削过程中刀具的作用机理。通过不同切削速度和进给速度对制孔入口表面缺陷和孔内壁表面粗糙度的影响,研究制孔过程中的缺陷损伤,并进行相关评定。通过改变装夹工艺方式,研究装夹工艺系统的刚度对制孔表面缺陷的影响。结果切削速度与进给速度对制孔表面缺陷的影响较大,切削速度和进给速度不断增大,孔径入口撕裂区域面积增大,孔径周围毛刺分布呈先减小、后增大的趋势。随着进给速度的增大,切削力总体呈减少趋势。试验表明,切削速度为62.83 m/min时,切削力最大,此时振动频率接近工艺系统的固有频率,出现共振现象。孔径内壁质量与切削速度成正比,与进给速度成反比。提高装夹工艺系统刚度,可以减少制孔入口的表面缺陷。对芳纶纤维复合材料板进行制孔试验,切削速度为87.96 m/min、进给速度为60 mm/min时,获得的表面质量最佳。结论在高转速、大进给情况下,加工表面缺陷较严重,应避免用此工艺参数对芳纶纤维复合材料板进行加工。工艺系统的装夹方式对制孔缺陷的影响较大,工艺系统的刚度越高,制孔质量越好。

基于FLUENT的城市生活垃圾风选仿真与试验研究

针对城市生活垃圾风选困难的问题,将其简化为球形颗粒模型,利用FLUENT软件,研究了垃圾颗粒粒径、颗粒密度和入风口风速对不同类型城市生活垃圾风选的影响规律,并通过试验验证了仿真结论。研究表明在一定的颗粒粒径和风速下,重、中、轻组分密度分别有最优的参数,此时风选效果较好,风选后的垃圾可落在预设的垃圾收集槽中,提高了风选的准确性。以上研究为合理选择风选工艺参数,进一步优化垃圾风选装置,提高风选效率提供了理论支持和试验依据。

芳纶纤维复合材料切削性能与刀具选用

针对芳纶纤维复合材料的性能,进行了相应的车削、铣削和钻削基础工艺试验。结果表明,该材料呈现出切削力大、切削热不易散发、切削刀具磨损剧烈、树脂基材料影响切削性能、加工缺陷多,质量不稳定等切削性能;提出了相应切削刀具材料的选用原则,即应采用高硬耐磨的硬质合金或金刚石刀具材料进行切削;提出了车削、铣削、钻削加工该复合材料的刀具应具备的结构形式和几何参数。