微槽结构单点金刚石飞切加工的切削力建模

超精密单点金刚石飞刀切削技术是一种比较新颖的微槽类结构加工方式。在飞切过程中,切削力是切削过程中重要的物理量,对加工后的表面质量、刀具磨损等有着直接影响。提出了一种基于直角微切削理论的动态微槽类结构飞切的力学模型,基于微切削理论,得到了前、后刀面切削力的理论模型。根据飞切的几何运动特征,建立了飞切过程中剪切角的计算模型,并根据单圈飞切实验得到了飞切过程中剪切面的变化规律。为了验证模型的正确性,采用不同切削参数进行了多圈重叠飞切实验,对切削力进行了测量和分析。实验得到的切削力大小和变化规律与理论模型计算得到的基本一致,证明了该切削力模型的有效性。     

微结构阵列超精密车床快刀伺服装置及试验研究

各种微结构阵列在LED照明、液晶显示、光学仪器等领域得到了广泛的应用,但其结构细微复杂且形状表面质量要求高,其加工工艺技术研究引起了广泛的关注。本文提出压电陶瓷驱动结合柔性铰链作为刀架的快刀伺服装置,建立快刀伺服系统的机电耦合模型,研究各系统参数对系统性能的影响规律,基于有限元仿真对铰链结构参数进行优化;通过激光位移传感器测试刀具输出位移的线性度;利用研制的快刀系统和超精密车床在红铜材质的圆柱面上进行正弦网格微结构加工,加工结果表明所设计的快刀系统能够准确有效地加工出结构复杂的微结构阵列。     

热压多晶氟化镁的磁流变抛光研究

热压多晶氟化镁是一种被广泛应用的红外光学材料.磁流变抛光因其抛光效率高、磨头无磨损、可实现确定性加工等优点而日益成为倍受瞩目的超精密光整加工技术.在利用传统抛光方法得到热压多晶氟化镁的抛光特性的基础上配制了适用于该材料的磁流变抛光液.通过抛光实验证明,与传统抛光方法相比,采用磁流变抛光方法对热压多晶氟化镁进行抛光,可以得到较好抛光表面质量,并且抛光的效率也大大提高.     

超精密铣削机床的开发

在大多数情况下,亚微米级的超精密加工是通过使用金刚石车削或高速切削得以实现的。典型的产品是磁盘或平面扫描装置多角镜的激光基片。工件的几何形状通常局限于诸如非球面,球面或平面断面之类的轴对称表面。预计将来对具有更复杂表面形状的精密产品会有强烈需求。典型的以轴对称镜片或微结构表面的模子为例。由此开发了一种超精密铣削机床。该机床能够加工具有光学质量的雕刻表面和总体尺寸仅几微米的小物体。     

叶片数控加工关键技术及切削参数优化

从涡轮叶片的叶型特点出发,综述了叶片数控加工的方法及技术的发展现状,并着重论述了叶片数控加工的几项关键技术叶片造型、叶片加工方式与刀具路径规划、叶片加工变形控制等.以表面粗糙度与切削效率为评价指标,完成了以切削深度、主轴转速、每齿进给量和走刀行距为切削参数的叶片铣削工艺试验研究,通过极差分析法考察了切削参数对表面质量和加工效率的影响规律,最终得到叶片铣削的最优工艺方案.     

激光加热辅助引弧微爆炸加工工程陶瓷的试验研究

为验证激光加热辅助技术改善引弧微爆炸加工质量和提高加工效率的可行性,探索加工工艺参数对加工过程的影响规律,设计了激光加热辅助引弧微爆炸加工试验系统,并通过试验研究了工艺参数对材料去除率和崩碎的影响规律。试验结果表明：激光加热辅助引弧微爆炸加工陶瓷可以提高材料去除率,改善崩碎情况;加工效率随激光功率的增加而提高,随光斑尺寸的增大而降低,随距离的增加先提高后降低;崩碎随激光功率的增加而减少,随光斑尺寸的增大先减少后增多,随距离的增加先减少后增多。研究结果为激光加热辅助引弧微爆炸加工机理的研究和工艺参数的优化提供了参考依据。     

音圈电机驱动的超精密快刀伺服系统的性能研究

基于快刀伺服系统的超精密金刚石车削加工技术是光学自由曲面高效率、高精密的加工手段。本文介绍了一种新的音圈电机驱动的超精密快刀伺服系统,行程达到30mm,最大加速度为920m/s₂。通过实验手段获得了系统的运动模型,来用于控制器的设计。针对一类典型的光学自由曲面-微透镜阵列进行了加工,并对加工结果进行了测试与分析。测试结果表明,所研制的快刀伺服系统达到了加工技术要求,为以后该系统在实际加工中更广泛的应用研究打下了基础。     

锥脊波导SOA光耦合机制的理论分析

针对半导体光放大器 (SOA)与单模光纤的耦合问题 ,详细介绍了当前最新的锥脊光波导耦合技术 ,用光波电磁场干涉理论建立了锥脊光波导的传输模式方程 ,并根据光波的全反射理论 ,揭示了锥脊光波导等效折射率的渐变规律 ,从理论上分析了锥脊波导SOA的光耦合机制 ,理论分析与相关报道的实验结果吻合 .     

精密异形航空燃气涡轮轴承加工关键技术研究

异形燃气涡轮轴承的外环滚道截面形状为波瓣形,精度要求很高。本文采用的微位移进给驱动机构具有高频响、高精度、大行程,且控制简便的特点。在研究陶瓷结合剂ＣＢＮ砂轮修整及磨削工艺的基础上,采用前馈与速度反馈的控制方法,对工件进行了加工,得到了较好的加工表面质量和滚道轮廓曲线     

关于球面等角螺线的加工工艺问题

本文只谈球面等角螺线槽的加工工艺问题。包括对机械加工和超声波加工的分析;空球模具的制造工艺和喷砂法等。通过对机床运动原理的分析,证明用机械加工和超声波加工这种螺线槽是有困难的,或有很大的误差。空球模是在超声波模具的基础上产生的,它能广泛地用于各种不同的工艺方法。喷砂法是由普通喷砂改造而成的一种微量切削的工艺方法。通过大量的试验,我们取得了许多数据,如水与砂的比例、压力和时间的选择等。实验表明,喷砂法在精度上比超声波加工提高了一个数量级。     

光学波导中原子干涉的加速度测量

提出一种水平方向、光学波导中原子干涉的加速度测量方案。详细介绍了光路结构、原子团制备以及光学波导的绝热装载等。通过实验手段对测量方案进行验证,首先将~(87)Rb原子团冷却至50 nK的玻色爱因斯坦凝聚态,随后对超冷原子团施加布拉格光进行分束、合束,完成原子干涉过程。实验结果显示,所提干涉测量系统能够实现单轴加速度测量,对未来高精度多轴加速度测量系统的研制具有指导借鉴意义。     

21世纪设备维修工程的新进展一再制造工程

随着21世纪的来临,制造与维修工程越来越趋于统一。未来的制造与维修工程将考虑设备和零部件设计、制造和运行的全过程,是一个以优质、高效、节能、节材为目标的系统工程。再制造工程是国外新兴的产业领域,是先进制造技术的重要组成都分,也是先进制造技术的重要补充和发展。再制造技术充分利用各种先进表面工程和其它成型技术,制成再制造毛坯,形成再制造产品,是具有重大实用价值和优质、高效、少污染的绿色制造技术。     

微区脉冲电阻堆焊修复冷作模具研究

应用GM—3450(B)型工模具修补机及多种合金粉末,对冷作模具的棱边磨损或崩塌进行了修复试验,方便地实现了微区脉冲电阻堆焊.对修复部位进行了金相和SEM分析.证明这种修复技术具有结合强度高、HAZ小、无变形、无裂纹的特点,为冷作模具修复提供了一种新技术.     

FDTD中波导激励源研究

:FDTD已广泛应用于波导问题的计算 ,本文首先讨论Gaussian脉冲在波导中传输时的波形变化情况 ,然后根据波导的色散特性 ,提出一种调制的脉冲波作为波导入射波的激励源 ,给出了脉冲宽度与调制频率的计算公式 ;讨论在脉冲激励的条件下入射场的计算方法 ,总场 /反射场的连接方法 ;最后给出计算实例证明方法的有效性     

光学表面的分形特点与模拟表征算法

根据光学表面在微观结构呈现出的自相似性,利用尺度无关的分形模型描述了其结构特征;采用结构函数法对抛光表面的分形维数进行计算,分析了粗糙度参数RMS值、误差波长、测量尺度、采样长度和采样点数对分形维数的影响规律。在此基础上,提出了采用一阶自回归分形模型对抛光表面进行模拟的新方法,分析了界定尺度、模型参数对分形特征和分形维数的影响规律。利用分形维数描述光学表面的微观结构具有评价方法简单、在一定范围内与测量尺度无关等优点。     

理想气体绝热过程的微观实质

从分子动理论出发,建立理想气体绝热过程的微观模型,用麦克斯韦速度分布函数导出其过程方程.     

嵌入式质子交换光波导偏振器的制作及高消光比检测装置的研究

用钛内扩散和质子交换相结合的方法制得了光波导偏振器,这一偏振器由在不连续的扩钛波导中嵌入一段质子交换波导形成。本文讨论了一些资料中报道的检测方法,并对测量集成光波导偏振器提出了一个新方案。该方案测得的偏振器消光比大于52．5dB．     

光学阵列器件的慢刀伺服车削加工技术

慢刀伺服技术是相对于快刀伺服提出的方法.采用C轴、X轴、Z轴联动的方法在极坐标或圆柱坐标内进行加工.光学阵列如微透镜阵列、微反射镜阵列在高速数据、声音和视频信号传输中具有重要作用.将光学阵列看作一个自由曲面,使用慢刀伺服车削技术一次加工成形,可以解决传统加工中将光学阵列分块加工后拼装和调整的困难.但是由于光学阵列表面形状复杂,其表面法线的突变可能会使机床运动超出伺服轴执行能力.根据慢刀伺服加工技术的特点,建立了伺服轴执行能力限制曲线,研究了不同刀具半径补偿方式对加工的影响.实验结果表明,根据机床伺服轴执,厅能力合理选择刀具半径补偿方式可实现微光学阵列器件高精度加工.     

Pitting corrosion resistance and bond strength of stainless steel overlay by friction surfacing on high strength low alloy steel

Surface modification is essential for improving the service properties of components. Cladding is one of the most widely employed methods of surface modification. Friction surfacing is a candidate process for depositing the corrosion resistant coatings. Being a solid state process, it offers several advantages over conventional fusion based surfacing process. The aim of this work is to identify the relationship between the input variables and the process response and develop the predictive models that can be used in the design of new friction surfacing applications. In the current work, austenitic stainless steel AISI 304 was friction surfaced on high strength low alloy steel substrate. Friction surfacing parameters,such as mechtrode rotational speed, feed rate of substrate and axial force on mechtrode, play a major role in determining the pitting corrosion resistance and bond strength of friction surfaced coatings. Friction surfaced coating and base metal were tested for pitting corrosion by potentiodynamic polarization technique. Coating microstructure was characterized using optical microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction. Coatings in the as deposited condition exhibited strain-induced martensite in austenitic matrix. Pitting resistance of surfaced coatings was found to be much lower than that of mechtrode material and superior to that of substrate. A central composite design with three factors(mechtrode rotational speed, substrate traverse speed, axial load on mechtrode) and five levels was chosen to minimize the number of experimental conditions. Response surface methodology was used to develop the model. In the present work, an attempt has been made to develop a mathematical model to predict the pitting corrosion resistance and bond strength by incorporating the friction surfacing process parameters.