摘要：【目的】振动光饰加工作为一种精密加工技术,已广泛应用于汽车变速器、工业减速器、精密仪器等领域的高精度齿轮制造。振动光饰可降低表面粗糙度,提高基础零部件的表面完整性。为了揭示振动光饰工艺参数与表面粗糙度之间的关联规律,对齿轮钢材料圆柱滚子开展了振动光饰试验。【方法】设计并进行了多种工艺参数下的振动光饰试验,研究了喷丸表面振动光饰加工表面形貌演化规律,探讨了加工时间、磨粒形状、磨粒尺寸、振动频率对形貌演变的影响规律。【结果】结果表明,表面粗糙度随加工时间增加而下降的速度均遵循先快后慢的趋势,且粗糙度下降到某一“阈值”会趋于稳定;斜三角、斜圆柱、球形磨粒表面锋利程度依次递减,但表面更为平坦的球形磨粒加工后的表面质量更好;在不考虑几何约束的情况下,磨粒尺寸越大,粗糙度下降的速度就越快;表面质量随着振动频率的增加而呈现“山峰”形趋势,40 Hz和50 Hz振动频率下加工效果较好。

摘要：【目的】航空齿轮通常工作在高温、高速、重载等极端环境下,需具备优异的综合性能,表面完整性参数对齿轮疲劳性能有着决定性的影响。滚磨加工是一种利用磨料的机械作用提高工件表面完整性的光整工艺。为改善航空齿轮的表面完整性、提高疲劳寿命,有必要探究齿轮滚磨光整加工中齿面与磨粒接触界面的作用行为。【方法】基于离散元方法建立了航空齿轮滚磨光整仿真模型,分析了滚磨齿面材料去除情况;建立齿面三维粗糙度Sa值预测模型,设计14CrMnSiNi2MoA航空圆柱直齿轮的滚磨光整加工试验,分析了航空齿轮滚磨光整前后表面形貌和残余应力随时间的演变规律。【结果】研究结果表明:滚磨光整加工显著降低了航空齿轮表面粗糙度,并提高了表面残余压应力,但齿面各个位置的滚磨加工效果不均匀,其磨料对齿面的作用强度呈现出近齿顶>节圆处>近齿根规律。

摘要：阴极边缘的电场分布不均匀导致模芯边缘的沉积速率高,严重降低电铸模芯的厚度均匀性。在屏蔽挡板工艺基础上,创新性地设计了具有侧边凹槽的阴极夹具。研究表明,沉积层厚度为0.1 mm时,采用该阴极夹具,在屏蔽挡板情况下的厚度不均匀性仅为4.3%,在无屏蔽挡板情况下的厚度不均匀性为16.5%。基于屏蔽挡板和侧边凹槽屏工艺,电铸成形了厚度1.1 mm、不均匀性小于8.0%的精密注射模芯。

摘要：我国国防事业的飞速发展对航空高速齿轮提出了更高要求,而有关齿轮副表面摩擦学设计仍是薄弱环节。表面织构技术已成为摩擦学领域的研究热点,在减摩抗磨、减振、抗粘附和抗蠕爬等多个领域展示出良好的应用潜力。有关齿面织构化设计研究尚处于起步阶段,还远未能形成规范成熟的设计理念和方法。对当前在齿轮表面摩擦学设计及表面织构化方面的研究工作进行全面综述。首先从齿轮表面摩擦学设计基本要求展开介绍,指出表面粗糙度和表面纹理是齿轮副表面摩擦学设计的关键,而大量研究已经证实,不管是滚动还是滑动摩擦,并非表面越光滑摩擦学性能越优异,在齿轮副表面织构化设计方面的研究工作已经展开。随后对现有齿轮副表面织构化的研究工作进行梳理,总结齿面织构化处理后带来的性能增益,主要包括减摩抗磨效应、表面强化效应、减振和降温效应。接着,介绍齿轮弹流润滑数值计算方面的研究进展,总结在表面纹理、表面织构对齿轮副的弹流润滑特性影响机制方面的研究。随后,对齿轮副表面织构加工技术进行对比分析,主要包括织构激光刻蚀、织构掩膜电解和织构微磨料射流等特种加工技术的优劣。对现有研究不足和潜在研究方向进行展望,从织构设计和加工等方面对齿轮表面织构化设计提供指导,研究结果可为未来航空高速齿轮副表面织构化设计提供科学指导和数据支撑,填补该领域研究空白并扩大表面织构应用领域。

摘要：针对室内复杂环境下移动机器人单目标点导航问题,提出一种基于改进双向快速扩展随机树(RRTConnect)算法与改进动态窗口法(dynamic window approach,DWA)的单目标点导航算法。首先,结合人工势场法与RRT-Connect算法设计全局规划器,并引入范围限定函数及两棵双向RRT随机树进行扩展,优化采样和路径扩展过程,同时对全局规划器生成的路径进行平滑处理;然后,改进DWA中的评价函数,以目标点距离函数代替航向角函数以加快算法收敛并避免角度反复调整,同时实现机器人的高效动态避障;最后,以全局规划器的路径点为引导,对局部规划器进行融合以完成单目标点导航任务。研究结果表明:本文所提出的规划器能够实现机器人在复杂环境下的自主路径规划和避障;相比于其他方法,本文所提出的方法效率高,规划路径短。

摘要：晶圆传输机器手是晶圆在搬运过程中实现高精度和高效率自动化的重要组成设备.工作过程中其结构模态固有频率直接影响了晶圆传输中运动控制过程中的精度和稳定性,基于平面3关节直驱旋转运动和垂直升降运动原理,设计了一款SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm)型四自由度晶圆传输机器手.首先,采用Ansys Workbench软件对SCARA型晶圆传输机器手的超薄机械手指进行了模态分析,采用均匀轮形筋结构对手指进行了结构尺寸优化,优化后的一阶模态提高了42.79%;然后,采用Ansys Workbench对晶圆传输的整体结构进行了优化,研究发现底座部分刚度较弱,是造成机器手整体低阶模态频率较低的主要原因,对此特别针对底座进行了结构优化,优化后的一阶和二阶模态频率分别提高了52.03%和30.55%.通过结构优化,提高了晶圆传输机器手的整体低阶模态频率,改善了晶圆传输机器手的运动控制过程中的精度和稳定性,避免了共振,进而降低了振动的影响,有效保证了晶圆传输机器手在实际工作中的稳定性和可靠性.

摘要：飞机起落架着陆性能的优化主要取决于系统多参数优化匹配。建立飞机起落架着陆过程的动力学模型,分析各模型参数对优化指标的灵敏度,获得起落架优化设计组合变量。利用综合加权法计算各目标函数权重,建立起落架参数多目标优化模型。采用自适应遗传算法对起落架着陆过程模型进行多目标寻优,获得综合目标最优的起落架参数组合,实现了起落架系统参数的优化设计。优化结果表明:着陆过程缓冲支柱最大轴向载荷减少了35.79%,机轮最大垂直载荷减少了24.08%,缓冲器的行程变化大小减少了17.99%和垂直阻尼振动的次数减少了15.38%。

摘要：晶圆传输机器人是晶圆传输过程中的重要设备,主要承担晶圆的高精度、高速、稳定传输任务.而作为直接接触晶圆的传输机械手指,很大程度上会决定着晶圆传输的可靠性.针对晶圆搬运过程中的无损高刚度要求和轻量化设计目标,本文提出了一种基于伯努利排气负压原理的超薄机械手指结构.该机械手指整体厚度5 mm,装有6个吸盘,供给气体从吸盘圆筒侧面喷口高速喷出,在筒内形成旋转气流致负压,吸附晶圆,随后经机械手指与晶圆间隙释放至外界.此气流在吸盘与晶圆之间形成稳定层流,造成晶圆上下压力差,最终实现晶圆向上吸附力.仿真结果表明,晶圆吸附力与吸盘供气压力呈近似线性关系,与吸盘和晶圆的间隙遵循指数函数关系.当间隙为0.6 mm时,吸附力效果达到最优.

摘要：斜孔翻边被广泛应用于运载火箭燃料贮箱箱底,但现有工艺存在翻边破裂、高度不均匀和多套复杂工装等问题。利用电磁成形的单模具和可以提高材料成形极限的优势,实现了采用单套工装和线圈一次放电成形高精度的斜翻边孔。通过理论解析建立了板料不同区域翻边高度的计算公式,发现斜孔翻边的高度差与板料厚度t0和翻边圆角半径r有关。采用有限元仿真优化了椭圆孔圆心的偏置量,发现随着偏置量的增加,板料斜孔翻边的高度差先降低后增加,当偏置量为5 mm时,板料斜孔翻边后的最大高度差为0.20 mm。在电磁成形过程中,锐角侧先于钝角侧变形,而惯性效应会使得零件最终贴模。放电电压为10 kV条件下板料与模具的最大贴模间隙为0.25 mm,有限元仿真与实验结果的误差小于5%。

摘要：针对新一代轨道交通车辆制造提出的“绿色、安全、高效、智能”的重大应用需求,高比强度、良好韧性和耐蚀性的7×××系超高强铝合金在轨道交通车辆转向架部件具有重要的应用潜力和发展前景。本文回顾了7×××系超高强铝合金在国内轨道交通车辆的研究与应用现状。针对轨道交通车辆领域对7×××系超高强铝合金制造与服役的新需求,重点回顾和对比了两种典型7×××系超高强铝合金(7050和7085合金)的性能特点和研究现状,并展望了7×××系超高强铝合金在复杂条件下高效、安全和长寿命应用与服役亟需研究与解决的关键问题,期望为新一代轨道交通车辆转向架部件的设计、选材、制造、应用提供参考。