针对传统枪式气钻钻削碳纤维复合材料时容易出现分层、毛刺、撕裂的问题,设计了一种应用于枪式气钻的超声辅助钻孔装置。通过传统解析法设计了一种阶梯型纵振超声换能器;利用PzFlex软件对超声换能器和装配了枪式气钻的换能器进行了有限元分析,结果表明两种状态下的换能器都能实现超声振动,换能器的谐振频率为33.904kHz,装配了枪式气钻的换能器的谐振频率为30.123kHz,仿真结构符合设计要求;最后对换能器进行谐振频率分析和振幅测试,结果表明换能器实际谐振频率与仿真值误差率为2.680%,纵向振幅为3μm;装配了枪式气钻的换能器实际谐振频率与仿真值误差率为7.619%,纵向振幅1.5μm;该振幅能够适用于大部分的超声加工。

传统的牛头刨床因其回程为空行程,切削速度和切削力均不恒定,故切削效率低,加工精度不高。本次设计对牛头刨床的刀架进行改进,并用液压驱动,可以实现刨床的双向、匀速刨削加工,提高加工效率和精度。

为满足使用要求,分析了影响气体绝缘开关(GIS)设备密封圈耐寒性能的关键因素,选择出了适合在高寒环境下使用的GIS设备密封圈材料;并对GIS设备密封圈在高寒环境下的喷霜和漏气原因进行了分析。结果表明:在高寒环境下,GIS设备密封圈材料可选用改性后的三元乙丙橡胶。密封圈中的活性剂、填充剂在橡胶中的溶解度随着温度的下降而减小,在低于临界值后,橡胶表面出现喷霜现象。密封圈装配时,密封圈拉伸导致线径减小,且低温下密封圈压缩率降低,导致GIS设备出现漏气问题,可通过改变密封结构设计来解决密封圈漏气的问题。