仿生非光滑机床导轨面摩擦特性及试验研究

发布时间：2017-09-24 14:34

  本文关键词：仿生非光滑机床导轨面摩擦特性及试验研究

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【摘要】：在实际的机械生产过程中，由于运动结合面上存在着接触刚度、接触阻尼等多种因素，导致数控机床的运动结合面在运转时处于摩擦的状态。长此以往，可影响数控机床的使用寿命和加工精度，从而使得数控机床的连续性不能得以保证。因此，本研究旨在通过试验的方法探究并提高运动结合面的特性。 观察发现，一些土壤生物在泥土中穿梭时其体表皮肤与周围的泥土颗粒处于一种摩擦的状态，，但长时间的摩擦并未影响土壤生物的生活习性，也没有给土壤生物自身带来危害。通过对其体表外貌的观察以及宏观和微观尺度的测量，并对这些有规律的体表形貌特征进行归类总结，得知土壤生物体表微结构一般呈现波纹形、凸包形、凹坑形等有规律的外部结构，正是这些规律的外部结构同耐磨外衣一样保证土壤动物在土壤中活动自如。 在上述观察基础上，利用仿生学有关知识，同时联系数控机床的工作环境，从中选出较为贴近实际的微结构形状，参考滑动导轨试件的大小，确定出这些微结构的详细尺寸以及标准形状，并通过先进的激光技术将优选出来的结构形状加工在滑动导轨试件表面上。在试验过程中，使有耐磨微结构表面的试件在试验台上往复运动，记录相关数据，最终结合多次试验的对比，分析出最适合结合面的仿生耐磨微结构。
【关键词】：结合面 微结构 摩擦 仿生
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 机床导轨的研究现状9-14
• 1.1.1 运动结合面及其研究现状9-11
• 1.1.2 机床导轨11-12
• 1.1.3 数控机床导轨特性及要求12-14
• 1.2 仿生非光滑表面的研究现状14-17
• 1.2.1 仿生非光滑现象及应用14-15
• 1.2.2 仿生机床导轨15-17
• 第2章 非光滑机床导轨仿生耐磨理论研究17-25
• 2.1 机床运动结合面理论17-20
• 2.2 磨损理论基础20-21
• 2.3 仿生耐磨微结构的理论21-23
• 2.4 仿生耐磨微结构形态的确定23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 仿生非光滑机床导轨摩擦磨损试验台的搭建25-45
• 3.1 仿生摩擦磨损试验原理25-28
• 3.2 仿生耐磨磨损试验台搭建28-32
• 3.3 试验台零部件的优化32-38
• 3.3.1 固定导轨与试验台面联接部分的优化32-35
• 3.3.2 铰接部分的优化35-38
• 3.4 导轨试件设计以及制备38-42
• 3.4.1 试件材料的选择38-39
• 3.4.2 试件设计39-40
• 3.4.3 试件的制备40-42
• 3.5 本章小结42-45
• 第4章 仿生非光滑机床导轨摩擦磨损试验研究45-61
• 4.1 试验方案45-51
• 4.1.1 方案一：不同试件材料的摩擦磨损试验45-46
• 4.1.2 方案二：凹坑形滑动导轨试件的试验46-47
• 4.1.3 方案三：网格形滑动导轨试件的试验47-49
• 4.1.4 方案四：条纹形滑动导轨试件的试验49-51
• 4.2 试验数据结果分析51-59
• 4.2.1 方案一结果分析51-52
• 4.2.2 方案二结果分析52-55
• 4.2.3 方案三结果分析55-57
• 4.2.4 方案四结果分析57-59
• 4.3 本章小结59-61
• 第5章 结论与展望61-63
• 参考文献63-67
• 致谢67

【参考文献】

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本文编号：911951