磨料流加工技術(shù)的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、磨料流加工是應(yīng)用粘彈性磨料加工工件的一種特種光整加工方法，能夠很好地拋光零件的復(fù)雜表面和不可見(jiàn)區(qū)域，如窄縫、微孔、交叉孔、異形孔腔等，能夠?qū)⒌箞A角、去毛刺和拋光同時(shí)完成，可加工的材料范圍寬，不僅能加工金屬材料，還能加工陶瓷、硬塑料等。
　　 本文從流體磨料、加工機(jī)理、工藝參數(shù)關(guān)系、表面完整性、加工異常等方面對(duì)磨料流加工技術(shù)進(jìn)行了理論探討和實(shí)驗(yàn)研究。首先，從改善流體磨料的性能入手，研制了適應(yīng)不同加工工藝要求的新配方。提出基于模糊數(shù)

2、學(xué)理論的流體磨料粘度的分級(jí)方法，建立了粘度的隸屬函數(shù)，為加工應(yīng)用提供了選擇依據(jù)。提出了基于機(jī)電一體化技術(shù)的粘度的精確測(cè)量方法，為仿真研究奠定了基礎(chǔ)。其次，著重研究流體磨料的流變行為及其加工特性。推導(dǎo)了邊界條件不為零的流速分布公式。在研究工藝參數(shù)對(duì)倒圓尺寸影響的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了“準(zhǔn)倒圓”特性，進(jìn)而探討其形成機(jī)理，認(rèn)為是流體磨料的彈性湍流所致。分析了去毛刺機(jī)理，討論了單向加工和雙向往復(fù)加工的去毛刺效果。從微觀的角度研究了微小的單個(gè)磨粒的受力情

3、況及其對(duì)微觀不平表面的拋光機(jī)理，揭示了加工過(guò)程中磨削與滾壓共存的加工機(jī)理。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探明加工循環(huán)次數(shù)對(duì)表面粗糙度的影響以及對(duì)輪廓支承長(zhǎng)度率的影響，結(jié)果表明：前幾次加工循環(huán)對(duì)于改善表面質(zhì)量十分關(guān)鍵，磨料流加工能夠提高零件表面的耐磨性，延長(zhǎng)使用壽命。
　　 本文分析研究了波紋狀表面和漏流強(qiáng)磨等異?，F(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制，認(rèn)為表面產(chǎn)生波紋是由于加工工況使粘彈性流體磨料超過(guò)彈性變形極限所致，并預(yù)測(cè)了可能出現(xiàn)的更加異常的情況，而漏流處工件和夾具均造

4、成強(qiáng)烈磨損是因?yàn)榇颂幘哂斜”谛】椎慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)，流速很大。這些研究結(jié)論為保證加工質(zhì)量，預(yù)防殘次品的出現(xiàn)提供了理論支持。開(kāi)發(fā)了溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制系統(tǒng)。探明了磨料流加工過(guò)程中的溫度變化規(guī)律，對(duì)照加工機(jī)理分析了呈現(xiàn)這種規(guī)律的必然性。研究了溫度對(duì)加工表面粗糙度的影響，指出控制溫度對(duì)穩(wěn)定加工質(zhì)量、提高加工效率以及預(yù)測(cè)加工結(jié)果的重要性。
　　 本研究的最終目的是為了合理控制加工參數(shù)獲得高質(zhì)量的加工表面，為此特別研究了表面形貌和能譜，檢測(cè)了表面

5、的顯微硬度。結(jié)果表明：表面完整、無(wú)撕裂，表面顯微硬度略有增大。在長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)磨料流加工表面還具有防銹性，通過(guò)分析工藝特點(diǎn)和流體磨料的本質(zhì)揭示了磨料流加工工藝本身具有這種固有的防銹特性。考慮到現(xiàn)有檢測(cè)儀器受結(jié)構(gòu)所限，無(wú)法檢測(cè)窄縫、微孔、異形孔腔等適合磨料流加工的特殊部位，提出基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的檢測(cè)方法，并在部分實(shí)例加工中加以應(yīng)用。最后，通過(guò)對(duì)模具、熱流道板、齒輪、光纖連接器陶瓷套管、擺線轉(zhuǎn)子馬達(dá)的定子、噴嘴、長(zhǎng)管、曲管等零件的加工驗(yàn)