磨料流加工技術的理論分析和實驗研究.pdf

1、磨料流加工是應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雜表面和不可見區(qū)域，如窄縫、微孔、交叉孔、異形孔腔等，能夠將倒圓角、去毛刺和拋光同時完成，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、加工機理、工藝參數(shù)關系、表面完整性、加工異常等方面對磨料流加工技術進行了理論探討和實驗研究。首先，從改善流體磨料的性能入手，研制了適應不同加工工藝要求的新配方。提出基于模糊數(shù)

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

3、況及其對微觀不平表面的拋光機理，揭示了加工過程中磨削與滾壓共存的加工機理。通過實驗探明加工循環(huán)次數(shù)對表面粗糙度的影響以及對輪廓支承長度率的影響，結果表明：前幾次加工循環(huán)對于改善表面質量十分關鍵，磨料流加工能夠提高零件表面的耐磨性，延長使用壽命。
　　 本文分析研究了波紋狀表面和漏流強磨等異常現(xiàn)象的產(chǎn)生機制，認為表面產(chǎn)生波紋是由于加工工況使粘彈性流體磨料超過彈性變形極限所致，并預測了可能出現(xiàn)的更加異常的情況，而漏流處工件和夾具均造

4、成強烈磨損是因為此處具有薄壁小孔的結構特點，流速很大。這些研究結論為保證加工質量，預防殘次品的出現(xiàn)提供了理論支持。開發(fā)了溫度的實時檢測和控制系統(tǒng)。探明了磨料流加工過程中的溫度變化規(guī)律，對照加工機理分析了呈現(xiàn)這種規(guī)律的必然性。研究了溫度對加工表面粗糙度的影響，指出控制溫度對穩(wěn)定加工質量、提高加工效率以及預測加工結果的重要性。
　　 本研究的最終目的是為了合理控制加工參數(shù)獲得高質量的加工表面，為此特別研究了表面形貌和能譜，檢測了表面

5、的顯微硬度。結果表明：表面完整、無撕裂，表面顯微硬度略有增大。在長期的實驗研究中發(fā)現(xiàn)磨料流加工表面還具有防銹性，通過分析工藝特點和流體磨料的本質揭示了磨料流加工工藝本身具有這種固有的防銹特性?？紤]到現(xiàn)有檢測儀器受結構所限，無法檢測窄縫、微孔、異形孔腔等適合磨料流加工的特殊部位，提出基于計算機視覺的檢測方法，并在部分實例加工中加以應用。最后，通過對模具、熱流道板、齒輪、光纖連接器陶瓷套管、擺線轉子馬達的定子、噴嘴、長管、曲管等零件的加工驗