采用微机床的微细切削磨削加工技术，可以实现多种材料复杂形状三维微小零件的加工，且设备体积小、能耗少、成本低，是绿色制造的发展方向之一。微主轴作为微机床的关键部件，直接决定了微机床的性能及微细切削磨削加工技术的发展和应用。但是目前国内外研制的微主轴其刀具要么回转速度高但回转精度低，要么回转精度高但回转速度低，且无法实现高回转精度下刀具的自由更换。针对这一国内外研究人员亟待解决的难题，本文提出一种新型的动力轴与刀具柔性连接式结构和刀柄．转子一体式结构的设计思路和方法，以研制出超高转速、高回转精度的微主轴为目标，深入研究相关设计理论及其关键技术，主要研究内容如下。

针对小区自来水管网供水系统中存在的漏损现象，设计基于闭环控制的自来水管网压力自动控制系统，与先导式减压阀配套，通过控制系统来调节先导阀，实现供水压力最优管理策略，从而有效控制漏损量。分析系统进、出水口压力及执行器上腔压力的变化关系，运用功率键合图建立压力控制系统的数学模型，进行数值分析，研究控制系统进水口压力波动及执行器上腔压力对出水口压力的影响。结果表明系统出水口压力主要受执行器上腔压力影响，与进水口压力变化关系极小;应用功率键合图所建立的数学模型是可行的，该模型对自来水管网压力自动控制系统的设计优化及压力管理策略实施具有指导意义。

针对不确定性干扰因素影响复杂产品装配车间物料配送时间准确性的问题,提出了一种基于信息熵评价的物料配送时间节点预测方法。分析了复杂产品装配车间不确定性干扰因素的种类,采用综合时间需求因子量化不确定性干扰因素,定义装配工位状态,并建立工位状态转移概率矩阵。基于工位状态变化的马尔可夫链特性,建立复杂产品装配车间物料配送时间节点预测模型。提出平均预测误差的动态误差补偿方法修正预测值,并选取最大配送可行性时限和配送准确度为评价指标,构建基于信息熵的物料配送系统评价体系,对物料配送时间节点预测方法的有效性进行评价。最后,以某公司磨床主轴装配工位的物料配送历史数据为例,对提出的预测方法进行验证。结果表明,所提出的预测方法有助于增大物料配送系统的最大配送可行性时限、提升物料配送时间节点的...

齿距是双金属带锯条设计、选型和应用的关键参数。根据带锯条在切削过程中的受力特点,分析了带锯条常见失效形式(切斜)的主要原因是带锯条背部产生弯曲形变。这种弯曲形变与带锯条所受到的切削力、进给力、张紧力以及齿距选型相关。从切削用量的角度,建立了带锯条单齿切削深度与齿距的关系,并且通过计算和实验证明增加齿距可以降低切削力和进给力,但也会使单个锯齿受力增加、磨损加快。

微细磨削技术能够实现硬脆材料复杂结构微小零件的高精高效低成本加工.通过深入分析微细磨削机理,考虑刃角圆弧半径的影响,建立了圆锥、球形、三棱锥、四棱锥等4种单颗磨粒切削力模型;采用VHX-1000超景深光学显微镜对Φ0.5mm、#600微磨棒表面磨粒形状进行观测分析并统计,建立了基于单一磨粒模型和基于综合磨粒模型的微细磨削力模型;在ZCuZn38上进行微细磨削试验,对比研究了微细磨削力理论计算结果与试验结果,并基于理论模型讨论了微细磨削力随工艺参数的变化规律.结果表明,单一磨粒模型微细磨削力与综合磨粒模型微细磨削力均能预测不同工艺条件下的微细磨削力,但综合模型微细磨削力的误差最小;不同磨粒模型计算得出的法向磨削力较为一致,但切向磨削力差异较大.

为了分析带锯条的＂切斜＂失效形式,综合考虑了切削力、进给力、张紧力以及带锯条自身刀弯,建立了带锯条在切削工件区域的简化受力模型,使用数值计算模拟方法得到了带锯条各处内部应力的分布及变化趋势.结果表明,在较大的工件尺寸、切削力、进给力以及不足的张紧力和带锯条宽度的情况下,带锯条齿部处于受压状态,此时靠近齿部的带锯条基体发生弯曲形变,使得切削不再沿垂直方向进给而导致＂切斜＂失效发生.从验证实验来看,在同样切斜失效标准下,带锯条张紧力从130 MPa增加到190 MPa,锯切刀数增加了177%;带锯条宽度从27mm增大到34mm,锯切刀数增加了50%;工件尺寸从80mm增大到240mm后,锯切面积减少了83%.

以水利工程中启闭机油缸为例，对超长大型液压缸最大轴向载荷进行计算分析．研究了两端耳环与支座轴销之间的摩擦、缸筒与活塞杆的配合间隙对轴向承载能力的影响规律，利用有限元软件ANSYS对液压缸进行非线性屈曲分析．样机试验得出最大轴向载荷为580kN，与理论计算值相差约6％，验证了理论模型的合理性．分析结果表明，由强度条件确定的极限载荷小于由稳定性条件确定的临界载荷，液压缸允许的最大轴向载荷由极限载荷衡量．随着配合间隙的减小或摩擦因数的增大，液压缸轴向承栽能力增加，如当摩擦因数从0增加到0．3，允许的最大轴向载荷增加约5．5％．

综合两端摩擦、配合间隙和自重等因素影响,建立液压缸最大轴向承载力理论计算模型,研究了两端摩擦对轴向承载能力的影响规律,并借助有限元软件ANSYS模拟仿真,最后利用相关试验数据进行验证.结果表明:所建立理论模型计算的最大轴向承载力与试验测试结果误差为13.5%,该理论模型是可信的;随着活塞杆、缸筒长径比减小或摩擦因数增大,液压缸最大轴向承载力增加,但是过大的摩擦因数会改变液压缸两端的连接状态,使其由滑动状态转变为相对固定状态,进而导致轴向承载能力突然增大;随着活塞杆、缸筒长度的减小或活塞杆直径的增大,摩擦对轴向承载能力的影响增强,但缸筒内外径改变时摩擦对承载能力的影响基本不变.研究结果可为液压缸的设计及性能校核提供重要的参考依据.