滾磨光整加工動(dòng)力學(xué)變量的模仿真與測試.pdf

1、機(jī)械零件的表面質(zhì)量對(duì)設(shè)備的耐磨性、配合精度、抗腐蝕性、接觸剛度、抗疲勞強(qiáng)度、可靠性及壽命等機(jī)械設(shè)備的性能都有十分重要的影響。表面加工技術(shù)可以根據(jù)需要對(duì)零件進(jìn)行去毛刺、除飛邊、降低表面粗糙度，改善零件表面應(yīng)力狀態(tài);去除零件毛坯在鑄鍛、沖壓、焊接之后表面存在的氧化層、粘砂及殘留焊渣，保證毛坯零件的表面質(zhì)量;對(duì)切削加工后的零件進(jìn)行棱邊倒圓、去除毛刺、消除微觀裂紋，改善物理力學(xué)性能。滾磨光整加工技術(shù)作為一種典型的自由磨具表面光整加工方法，因?yàn)榫?/p>

2、有加工成本低、加工效果好、加工效率高及加工設(shè)備簡單等優(yōu)點(diǎn)，因此在實(shí)際生產(chǎn)加工中得到了廣泛的應(yīng)用。一直以來對(duì)滾磨光整加工機(jī)理都停留在理論的定性分析上，本文通過應(yīng)用三維離散元軟件EDEM對(duì)滾磨光整加工過程進(jìn)行仿真，并應(yīng)用相關(guān)測試裝置進(jìn)行測試分析，對(duì)加工過程中磨料的運(yùn)動(dòng)、磨料對(duì)工件的作用、工件運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)變量進(jìn)行定量化數(shù)值分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過改變離心式滾磨光整加工中滾筒軸線的方向，分析臥式、立式離心式滾磨光整加工中各種

3、動(dòng)力學(xué)變量的異同，及每種加工的優(yōu)缺點(diǎn)。仿真結(jié)果表明:與臥式離心式滾磨光整加工相比，立式離心滾磨中磨料的運(yùn)動(dòng)更劇烈，運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，作用力不均勻。⑵通過設(shè)置不同填充率，分析填充率對(duì)離心式滾磨光整加工的影響。仿真結(jié)果表明:填充率為30％時(shí)磨料速度差異很大、翻滾劇烈，磨料對(duì)工件作用力較大;填充率為90％時(shí)磨料無法形成強(qiáng)制流動(dòng)層，磨料整體運(yùn)動(dòng)緩和，與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)很微弱;填充率為50％、65％時(shí)，磨料的強(qiáng)制流動(dòng)層明顯，加工流動(dòng)層較長，而且滑移層磨料

4、的運(yùn)動(dòng)速度較均勻，有利于加工。⑶通過設(shè)置不同傳動(dòng)比n/N，分析傳動(dòng)比對(duì)離心式滾磨光整加工的影響。對(duì)不同傳動(dòng)比下磨料的平均速度、法向接觸力、切向接觸力等動(dòng)力學(xué)變量進(jìn)行分析，得到加工中存在最佳傳動(dòng)比n/N，達(dá)到理想加工效果。⑷在振動(dòng)式滾磨光整加工設(shè)備中應(yīng)用動(dòng)態(tài)式壓力傳感器，測量加工過程中偏心塊夾角、工件埋入深度等因素對(duì)加工過程的影響，并分析了固定工件加工過程中受力最大的裝夾角。測試數(shù)據(jù)表明:偏心塊的夾角對(duì)磨料的運(yùn)動(dòng)及磨料與工件的相互作用有一

5、定的影響;在一定加工深度內(nèi)，磨料對(duì)工件的作用力隨著埋入深度的增加而增大，但隨著埋入深度的增加，磨料對(duì)工件的作用力增幅陡增;工件在加工過程中的運(yùn)動(dòng)具有明顯周期性;固定工件加工裝夾角α=20°時(shí)磨料會(huì)以工件為中心聚集，此時(shí)工件所受作用力最大。⑸通過應(yīng)用三維離散元EDEM軟件從微觀運(yùn)動(dòng)方面對(duì)離心式滾磨光整加工過程中磨料的運(yùn)動(dòng)、磨料對(duì)工件的作用力等方面進(jìn)行了定量化分析，并對(duì)振動(dòng)式滾磨光整加工作用力進(jìn)行測試及相關(guān)定量分析，完善了滾磨光整加工的相關(guān)