離心研磨加工過程中磨料流態(tài)特征的理論和實驗研究.pdf

1、離心式自由磨粒研磨作為一種高效率的金屬表面光整加工方法，其工藝及設(shè)備在小型異形零件的去毛刺和光整加工生產(chǎn)領(lǐng)域得到廣泛應用。長期以來，離心式自由磨粒研磨設(shè)備的設(shè)計參數(shù)及研磨工藝參數(shù)完全憑經(jīng)驗確定，無理論依據(jù)，對研磨過程的本質(zhì)特征尚無根本性的認識，針對自由磨粒研磨技術(shù)的研究僅限于工藝實驗。深入研究磨料運動特征以及它對拋光過程影響對于優(yōu)化機器的設(shè)計參數(shù)和加工工藝參數(shù)，進一步提高加工效率具有重要意義。通過實驗觀察，我們發(fā)現(xiàn)研磨過程中磨料在滾筒內(nèi)

2、的運動是極為復雜的，受液固兩相湍流流場的作用，磨料運動的流態(tài)特征對工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率有明顯影響。而研磨機行星傳動比將直接改變磨料流流場的分布，是影響整團磨料態(tài)特征的重要因素之一本文對固定質(zhì)點和磨料單顆粒的運動軌跡進行了模擬，分析了二者對加工的影響，從理論上指出滾磨過程中應以磨料顆粒作為研究對象。同時通過進一步分析研磨過程中整團磨料在不同參數(shù)下運動的流態(tài)特征，指出整團磨料的流態(tài)特征是影響加工效果的關(guān)鍵因素。我們利用數(shù)值模擬的方法來研

3、究滾磨加工的機理，對整團磨料的運動形態(tài)做了初步模擬，描繪出整團磨料流的運動特征，包括磨料的體積分數(shù)分布、壓力分布、速度矢量分布等，這些特征反映出磨料團在運動過程中的變化規(guī)律。 通過對高速攝影實驗結(jié)果的分析，一方面我們了解了整團磨料在離心場中的運動規(guī)律，指明磨料流在運動過程中，其形態(tài)及前沿界面曲線的變化是影響加工效果的重要因素手段，得知改變行星傳動比可以有效地改變滑移層的運動特征，從而提高生產(chǎn)效率；另一方面實驗結(jié)果表明，我們的模擬