摘要：为提高直驱机床整机的优化效率,改善静动态性能并达到轻量化效果,提出了一种机床整机刚度特性分析指导薄弱环节改进的优化思路。基于有限元法和串联刚度场理论对三轴直驱型加工中心进行静力学分析、模态分析和谐响应分析,辨识出横梁立柱是整机静刚度以及一、二阶模态振型的最薄弱环节。采用拓扑优化、灵敏度分析、尺寸优化相结合的方法设计并得到了横梁立柱新结构。对比优化前后的横梁立柱结构及整机性能,结果表明:新型横梁立柱在x、y、z三个方向上的静力变形量分别减少27.8%、9.3%和10.3%,前二阶固有频率分别提高23.6%和11.0%,同时横梁立柱结构实现减重9.0%;直驱机床整体刚度显著提高,并且x、y、z三个方向上的最大共振峰值分别下降31.1%、22.5%、16.0%。在横梁立柱质量减轻的前提下,直驱机床整机的静动态性能显著提升。

摘要：麻花钻的结构较为复杂且相关知识比较抽象,学生对麻花钻这部分知识的理解存在一定的困难。为了解决上述问题,更好地完成麻花钻的教学任务,设计并建立了麻花钻虚拟仿真实验教学系统。该教学系统是以“机械制造技术基础”中麻花钻的相关知识作为理论基础,再由Solidworks 2021、Unity 3D 2021、3ds Max以及Visual Studio 2019等软件设计制作而成。该教学系统主要包含了四部分的内容:(1)麻花钻结构;(2)切削部分结构;(3)几何角度;(4)两种钻孔过程:车床钻孔、钻床钻孔。该教学系统通过虚拟仿真的方式进行辅助教学,学生通过该教学系统能够自主地观察麻花钻的整体结构、切削部分结构,还能学习麻花钻几何角度的相关知识,同时,学生还可以操作麻花钻的三维模型在虚拟空间内实现车床钻孔和钻床钻孔的仿真。所开发的教学系统加强了理论与实践的结合,降低了麻花钻这部分知识的学习难度,使得学生能够更加容易理解和掌握这部分知识,提高了学生的学习兴趣和热情,最终达到提高教学质量的目的。

摘要：探讨了切削用量对轴承钢硬态切削零件表面残余应力的影响规律。用聚晶立方氮化硼刀具对GCr15轴承钢进行硬态切削试验,采用Box-Behnken试验设计方法,建立硬态切削表面残余应力和切削用量的回归方程,分析切削用量间的交互作用对硬态切削表面残余应力的影响,基于响应曲面寻优分析方法优化切削用量。结果表明:切削速度和进给量是影响硬态切削表面残余应力的主要因素,背吃刀量与切削速度的交互作用对残余应力的影响显著。以硬态切削表面残余压应力为目标,推荐了切削用量组合。