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激光增材制造金刚石工具的研究现状与展望

激光增材制造金刚石工具的研究现状与展望

摘要：金刚石拥有极高的硬度和优良的耐磨性，由其作为磨粒制作的金刚石工具在硬脆难加工材料的高效、精密加工方面具有不可替代的作用。然而，随着新型硬脆材料的推广应用及现代精密加工需求的不断提高，亟需开发形状复杂化、结构精细化和性能高端化的金刚石工具。与传统制造技术相比，激光增材制造技术从原理上突破传统工具的结构设计和制造模式，可实现复杂形状、微小尺寸、超薄厚度金刚石工具的精密成形，受到国内外研究者的高度关注。检索了对近几年国内外有关激光增材制造金刚石工具的文献报道，综述了金属基金刚石工具、树脂基金刚石工具的激光增材制造技术与工艺，最后指出激光增材制造金刚石工具研究现状存在的不足，同时展望了未来研究方向，为激光增材制造金刚石工具的研究和应用提供参考，推动超硬材料工具制造技术的革新与发展。
机械 2026年05月25日
电机绝缘结构热机械应力分布研究

电机绝缘结构热机械应力分布研究

摘要：为探索电机绝缘结构在高温下的热机械应力分布，本文以有机硅体系绝缘结构为研究对象，测试其在不同温度下的热膨胀系数及弹性模量，分析不同温度下的热应力参数对有机硅绝缘系统热机械应力的影响。结果表明：在温度为-50～200℃内，绝缘结构的热膨胀系数随着温度的升高先增大后减小再增大，其值为0.8×10-5～1.7×10-5 K-1；弹性模量随着温度的升高呈先增大后减小的趋势，其值为0.2×103～3×103 MPa。绝缘结构承受的热机械应力随着热膨胀系数、弹性模量的增加线性增大，绝缘结构的热机械应力随着温度的升高先增大后减小，取决于不同温度下热膨胀系数和弹性模量的大小。通过线棒和电机整机应力测试，验证了测试参数及仿真分析的可行性，仿真值与测试值的偏差在15%以内。仿真分析结果显示：在120℃下，电机绝缘最大热机械应力点位置位于槽口绝缘处，最大值为11.37MPa，灌封后槽口绝缘最大热机械应力值可降低45%左右。
机械 2026年05月19日
游动微纳机器人的发展趋势及挑战

游动微纳机器人的发展趋势及挑战

摘要：游动微纳机器人作为微执行器的重要分支，凭借尺寸小、推重比大、可控性好等特性，能够深入传统机器人无法到达的狭小空间，为生物医学、环境监测、纳米工程等领域带来变革性思路。近年来，随着材料科学、纳米技术和生物技术的不断发展，游动微纳机器人的研究取得了显著进展。然而，游动微纳机器人的研究和应用仍面临着复杂环境中的高效运动和控制、生物相容性和可降解性，以及临床应用等诸多挑战。因此，文章综述了游动微纳机器人在驱动方法、设计与制造、控制方法及应用的进展，分析了发展趋势，并提出未来的发展建议，以期为相关领域学者提供参考和借鉴，推动游动微纳机器人技术的进一步发展和应用。
机械 2026年04月09日
深孔加工技术研究综述

深孔加工技术研究综述

摘要：深孔加工技术在能源开采等装备的核心部件制造过程中发挥着重要作用，其技术水平直接影响着装备的整体发展水平。首先，针对现有的深孔切削和特种加工方法，阐述了各种加工方法的原理，并分类综述了在提高加工性能方面所做的相关研究。其次，以解决深孔加工轴线偏斜、振动等问题为目的，报道了深孔直线度检测、纠偏技术和减振技术的研究现状。最后，对未来深孔加工发展趋势进行了展望，为深孔加工研究方向进一步选择提供了一定参考。
机械 2026年04月01日
齿轮胶合研究综述：机理、计算方法及优化策略

齿轮胶合研究综述：机理、计算方法及优化策略

摘要：随着新能源汽车的发展，其减速器中的齿轮常处于高速重载等极端工况，易因润滑不良引发胶合失效，表现为齿面温度急剧上升导致润滑油膜破裂，金属表面粘连并撕裂，严重影响着传动系统的可靠性和使用寿命。综述了现目前有关于齿轮胶合的失效机理，包括闪温理论、弹流润滑理论、PVT 极限理论以及绝热剪切不稳定性理论。通过对比ISO 6336-20/21 与GB/Z 6413.1/2 等标准中的计算方法，揭示了积分温度法与闪温法在复杂工况下的适用性差异，探讨了数值计算方法和机器学习算法在齿轮胶合问题中的应用。总结了影响齿轮胶合的关键因素，包括制造工艺、工作条件、几何参数和润滑条件等。合理设计压力角、模数等宏观参数可改善载荷分布，而微观修形则能优化表面接触状态；极压添加剂和合理的供油方式能有效增强油膜稳定性；表面强化处理和涂层技术则能改善残余应力分布，降低摩擦系数。通过优化齿轮制造工艺、改善齿轮工作和润滑条件、合理设计齿轮几何参数，可有效提高齿轮的抗胶合性能。最后对齿轮胶合的发展趋势进行了展望，未来研究应结合多学科交叉技术，融合先进计算方法与实验手段，提升齿轮胶合预测的精度和适用性。同时应针对现代高性能齿轮在极端工况下的应用需求，优化材料、润滑和制造工艺，开发更具针对性的抗胶合设计策略，为高效可靠的齿轮传动系统提供坚实的技术支撑。
机械 2026年05月08日
基于机器视觉的钢球直径尺寸测量技术

基于机器视觉的钢球直径尺寸测量技术

摘要：针对目前国内轴承钢球直径数字化分选工作效率低、精度差的难题，提出了一种基于机器视觉的钢球直径测量方法。通过双远心镜头系统获取钢球灰度轮廓，对钢球灰度轮廓进行极坐标转换以获取特征点的灰度值，基于多项式拟合灰度曲线并求取亚像素边缘点的位置；对钢球直径进行参数化处理，得到数字化的钢球直径值并提出一种去钢球表面垃圾的优化算法以消除垃圾对测量结果的影响；对视觉系统进行标定，消除镜头畸变产生的测量误差；实际测量结果表明，该算法的重复测量精度小于0.5μm，适用于大批量的在线测量，满足工业自动化测量的需求。
机械 2026年03月27日
超塑成形压机热系统关键技术

超塑成形压机热系统关键技术

摘要：超塑成形压机广泛用于航空航天制造领域, 伴随航空技术高速发展, 对超塑成形结构件和工艺也提出了更高的要求。传统超塑成形压机存在平台热位移无补偿、炉温匀性差、气液耦合手动控制精度低和换模效率低等问题。针对上述问题, 采用线性膨胀方法补偿平台热位移; 采用新型保温炉门结构与独立控制的分区加热方式, 提升炉温均匀性; 采用气液耦合自动控制方式, 提高超塑成形的效率和精度; 设计适用高温下自动换模装置, 实现高温模具的自动更换。研究结果表明: 所提出的分区独立加热控制策略, 使炉温均匀性≤±5 ℃, 有效提升了超塑成形过程的稳定性和成形质量; 所提出的气液耦合自动控制方式, 使液压力跟随误差≤±20 kN。
机械 2026年04月30日
真空气体静压轴承研究进展

真空气体静压轴承研究进展

摘要：随着气体静压润滑技术的不断发展及兼容真空工作环境的迫切需求，基于密封设计的真空气体静压轴承已成为近年来的研究热点之一。因其具有高动态、低摩擦、高精度和无污染等优势，在精密加工、检测等领域有着良好的应用前景。从真空气体润滑方式、结构优化及实验研究等三方面入手，详述了真空气体静压轴承的国内外研究现状。对比了真空气体静压轴承相较于传统气体轴承的优缺点，同时归纳了真空气体静压轴承的常规密封方法及高效抽排方式。在此基础上分析了真空气体静压轴承在设计中存在的支承特性、结构设计、加工工艺等关键技术问题，并对真空气体轴承未来发展趋势进行了初步展望，为真空气体静压轴承的设计提供相应依据。
机械 2026年03月26日
基于分子动力学的GaN纳米加工中位错演化机制

基于分子动力学的GaN纳米加工中位错演化机制

摘要: GaN 晶体广泛应用于新能源汽车、航空航天和军事等领域, 但硬脆性限制了其加工效率。研究精密加工中不同形状压头对材料破坏损伤的影响是实现GaN 高效韧性去除的关键。采用分子动力学对GaN 晶体Ga 面的压入和划入过程进行模拟,分析了球形压头以及不同朝向的Berkovich 压头对原子堆积和滑移以及刃位错分布和演变规律的影响。在压入过程中, 位错主要分布于压头与材料接触边界的外围; 对于球形压头, Ga 面上的原子滑移主要沿着晶向族的6 个方向; 对于Berkovich压头, 尖锐棱边能有效抑制该方向原子的滑移和位错扩展, 当压头一尖锐棱边朝向[11-20]晶向时, 原子滑移以及位错现象减少, 原子滑移和堆积主要出现在垂直于压头3 个侧面的方向上。在划入过程中, 刃位错主要经历了滑移产生、扩展成型和破坏重组3 个过程。球形压头划入后产生的位错最多, Berkovich 压头尖角朝前划入后产生的位错适中, 且亚表层非晶形变区域均匀, 原子堆积少。
机械 2026年04月27日
基于多丝电弧增材制造研究现状

基于多丝电弧增材制造研究现状

摘要：多丝电弧增材制造技术具有成本低、效率高等优势，尤其在成分设计与调控方面具有高度的灵活性，成为制备大型金属结构件的主流技术之一。多个丝材（同种或异种）同时进给，在熔池中实现原位合金化，该方法为复杂成分的先进金属材料的制备过程提供了可行性路径。本文综述了国内外多丝电弧增材制造制备高性能钛合金、铝合金、不锈钢等传统材料以及功能梯度材料、高熵合金、金属间化合物等先进金属材料的研究进展。针对多丝电弧增材制造成形构件微观组织不均匀、力学性能存在各向异性以及成形精度不足等问题进行讨论。提出了建立多丝电弧增材制造工艺窗口、多种工艺耦合以及建立成形过程监测和控制系统等发展方向，为多丝电弧增材制造工艺改进与发展提供理论依据。
机械 2026年04月22日