机械零件表面结构化能够起到减阻耐磨的作用,磨削加工能够有效地加工出规则的结构化表面,基于此,依据生物学叶序排布原理设计了磨粒簇叶序排布砂轮并建立了数学模型。为探讨磨粒簇叶序排布砂轮磨削外圆结构化表面的形成机理,建立了磨粒的运动方程并讨论了实现结构化表面的磨削条件,利用MATLAB仿真了不同转速比γ和叶序参数h,以及磨削深度ap下工件结构化表面的形貌特征;仿真结果表明,转速比γ越大、叶序参数h越小工件周向凹坑数目就越多;磨削深度ap越大,凹坑的周向尺寸越大。

为了提高机床的强度与刚度,使它具有良好的动静态特性。基于叶片褶皱稳定结构及叶脉分布结构的特点,建立叶片褶皱及叶脉的力学模型。以五轴数控机床的床身构件为研究对象,在SolidWorks环境下对床身构件进行全叶片的数字化仿生设计,通过Workbench对床身构件进行动静态特性分析。研究结果表明:仿生设计床身与原床身相比,比刚度效能提高14.39%,等效应力降低15.7%,质量减少2.17%,改善了床身动静态性能,实现了机床结构的仿生轻量化设计。