磨料流加工流动形态及加工效果的研究

本文根据流变学原理建立了磨料流加工圆孔时磨料流动形态的数学模型，利用照相法对流动形态进行的分析结果表明：边界层磨粒与加工面相对滑动量及剪切应力越大，其加工效果越好．实验结果与理论分析的结论基本一致。     

磨料流光整加工性研究

对磨料特性及其加工性进行了系统的研究,实验结果表明：在低速范围内,流动指数较小的磨料加工效果较好。磨料粘度及磨粒含量增加,均能提高加工效果,但流动性变差。磨粒粒度增大也可提高加工效果,其选择应取决于初始表面糙度值。     

固结磨料研磨蓝宝石的表面粗糙度模型

表面粗糙度是衡量工件加工质量的重要判定指标。通过分析磨粒的形貌特征,对固结垫表面的有效磨粒进行识别,建立固结磨料研磨蓝宝石的表面粗糙度模型。开展了不同粒径和不同压力条件下的固结磨料研磨蓝宝石的实验研究,对比分析了不同粗糙度模型下实验和模拟结果。结果表明:采用图像识别方法能够精确测算固结磨料垫表面的有效磨粒数,采用图像识别技术测算的表面粗糙度数值与实验结果更为接近,利用该模型能够有效预测固结磨料研磨蓝宝石的表面粗糙度,对于设计工艺路线及优化工艺参数具有重要意义。     

磨料流加工的力学原理及应用

在分析磨料流加工的力学特性基础上，得出了流体磨料的粘弹性是进行磨料流加工的必要条件。根据这个分析，阐述了粘弹性和加工压力对磨粒切削稳定性及加工性能的影响。     

磨料水射流中磨料颗粒的受力分析

对磨料水射流中磨料颗粒的受力进行了分析，采用量级比较和典型函数法重点研究了Basset力、虚拟质量力、Magnus力和Saffman力与Stokes力的相对重要性。结果表明，对磨料水射流进行模拟研究时，必须考虑惯性力、重力、压差力和Stokes力对磨料颗粒运动的影响。当磨料颗粒在喷嘴的收缩段和直柱段中运动时，磨料颗粒所受的Basset力、虚拟质量力与Stokes力处于同一量级，对磨料颗粒的运动影响很大，不可忽略；随着时间的推移，当磨料颗粒从喷嘴射出后，磨料颗粒所受的Basset力、虚拟质量力与Stokes力相比要小得多，对磨料颗粒的运动影响很小，可以忽略；磨料水射流喷嘴外流场中，流体粘性的存在限制了磨料颗粒的旋转，磨料颗粒所受的Magnus力比Stokes力小得多，可以忽略；在喷嘴外的自由射流区域，由于流速梯度沿径向变化较慢，磨料颗粒所受的Saffman力同Stokes力相比也可以忽略。     

固结磨料确定性研磨表面生成建模与实验分析

基于CCOS技术原理,提出高效、高可控性的固结磨料确定性研磨工艺.通过线研磨实验发现采用中心供给研磨液方式相比于传统四周供液方式有利于提高加工效率及表面质量.分析了工艺参数对加工后表面硬度的影响,通过扫描电镜观察研磨后的表面形貌,分析固结磨料研磨的材料去除机制.通过不同参数线研磨实验验证了材料去除率与工具转速、载荷、时间呈线性关系,表明固结磨料研磨工艺的材料去除过程符合CCOS的卷积迭代原理.基于晶胞理论和磨粒粒径均匀的假设,建立了固结磨料研磨垫表面形貌的仿真模型.同时,模型考虑了磨粒浓度、磨粒粒度、研磨垫形状参数的影响.在固结磨料研磨垫形貌仿真数据的基础上,基于硬脆材料去除机理以及研磨垫与工件微观接触模型,考虑工件表面的力学性能,建立了一定参数条件下研磨垫与工件的接触间隙计算模型,进而建立了单点研磨去除斑模型.通过定点研磨实验验证了不同压力、转速、时长条件下单点研磨去除斑模型的准确性.将连续的研磨轨迹进行离散,考虑研磨垫形状、磨粒的尺寸和浓度、研磨工具的转速和承受的载荷、轨迹参数建立了总去除量与单点研磨去除量的卷积运算关系,提出固结磨料确定性研磨表面生成模型.开展不同参数下面研磨实验与表面仿真.结果表明,固结磨料确定性研磨表面生成模型能很好地预测不同参数下研磨去除的深度和研磨表面的残留误差,提高固结磨料研磨工艺的可控性.     

基于软性磨料流的Preston方程kp参数的修正与测定

通过将流体磨料充满圆孔工件中,用活塞推动磨料在圆孔中流动,活塞挤压一个行程为一个循环。同一工件用同一种流体磨料循环加工,对同一点可测试其直径的变化量;并将此测量点的直径变化量代入修正过的基于软性磨料流加工微孔的Preston方程的k_p参数公式;并对不同质量分数下的软性磨料流基于Preston方程的k_p参数进行了测定与计算。通过分析不同质量分数下的软性磨料流的k_p参数,得出:随着磨料质量分数的提高,软性磨料Preston方程的k_p参数也随之不断增加,表现为对微孔表面的材料去除能力也越来越强。随着磨料质量分数的提高,软性磨粒流的材料去除率越大。     

液体磨料喷射加工的实验研究

喷射加工的方式,大体上有三种类型:干法喷射加工;液体喷射加工;液体磨料喷射加工。干法喷射加工是用压缩空气或离心力,将磨粒投射到被加工表面上,靠磨粒的冲击对零件表面进行加工,如喷砂、喷丸等;液体喷射加工是由高速飞行体雨蚀 (Rainerosion)现象的启发,而产生的,它是将直径0.1毫米左右的液体流(主要是水流),以每秒数百米的速度喷射到被加工表面上,进行打孔或切割,目前主要用在橡胶、木     

磁性磨料磨粒的磨削机理研究

根据精密切削理论和摩擦学理论 ,研究了用于磁力研磨加工的磁性磨料磨粒的磨削机理 ,阐述了磁力研磨的加工特点 ,概述了磁性磨料制备技术需要解决的问题。为更好地研制开发高效优质的磁性磨料提供理论依据。     

磨料水射流中磨料颗粒的受力分析

对磨料水射流中磨料颗粒的受力进行了分析,采用量级比较和典型函数法重点研究了Basset力、虚拟质量力、Magnus力和Saffman力与Stokes力的相对重要性.结果表明,对磨料水射流进行模拟研究时,必须考虑惯性力、重力、压差力和Stokes力对磨料颗粒运动的影响.当磨料颗粒在喷嘴的收缩段和直柱段中运动时,磨料颗粒所受的Basset力、虚拟质量力与Stokes力处于同一量级,对磨料颗粒的运动影响很大,不可忽略;随着时间的推移,当磨料颗粒从喷嘴射出后,磨料颗粒所受的Basset力、虚拟质量力与Stokes力相比要小得多,对磨料颗粒的运动影响很小,可以忽略;磨料水射流喷嘴外流场中,流体粘性的存在限制了磨料颗粒的旋转,磨料颗粒所受的Magnus力比Stokes力小得多,可以忽略;在喷嘴外的自由射流区域,由于流速梯度沿径向变化较慢,磨料颗粒所受的Saffman力同Stokes力相比也可以忽略.     

电火花线切割机加工自由曲面的CAD/CAM软件

用电火花线切割机加工自由曲面时,常规的NC编程无法精确、实时地调整电极丝与工件的相对位置。为此设计了一种CAD/CAM软件,该软件可依据被加工曲面的CAD数据,计算出加工点处电极丝的位置和姿态,并且根据加工点的法线矢量和电极丝的轴心矢量的交叉乘积决定加工点的移动方向,然后自动生成NC指令进行自由曲面的加工。利用这套软件对球面进行了加工实验。结果表明:加工得到的球面与仿真结果基本相似,加工精度取决于放电间隙及切向进给方式。     

刀具直径和磨料粒度对微铣磨表面粗糙度的影响

微尺度铣磨复合加工是一种兼具微铣削与微磨削特点的新型加工工艺.为给微铣磨复合刀具参数优化提供理论依据和数据参考,用立方氮化硼(CBN)微铣磨复合刀对不同材料进行微铣磨复合加工试验,并与微铣削加工进行对比,研究刀具直径和磨粒粒度对工件表面质量的影响规律.结果表明:选择合适的刀具参数能使微铣磨复合加工表面粗糙度达到亚微米级,且优于微铣削表面质量;在一定范围内减小磨粒粒径或增大刀具直径能够提高微铣磨复合加工的表面质量,且磨料粒度对表面粗糙度的影响更为显著.     

磁粒性能分析及其应用实验

磁粒的弹性微刃切削可以实现自由曲面的自动化光整加工 ,但制造方法不同 ,磁粒性能也不同 .从磁粒的制造方法入手 ,分析磁粒相关性能 ,并通过实验分析磁粒在磁粒光整加工和电化学磁粒光整加工中的不同切削行为 .研究表明 ,电化学磁粒光整加工效率和表面质量都得到提高     

粘结磁性磨料的研究

介绍了用粘结法制备磁性磨料的新工艺,研究了粘结磁性磨料的成分、技术特征和要求,并对粘结磁性磨料的性能进行了初步的测试。结果表明,粘结磁性磨料的综合性能优良,制备方法简单,可以取代进口磁性磨料,填补了国内磁性磨料制备技术的空白,解决磁性研磨技术进一步推广应用的主要难题。     

磁性研磨加工工艺参数的实验研究

讨论了影响磁性研磨加工效果的工艺参数。通过实验研究，分析了磁感应强度、工作间隙、工件表面与磁极工作表面间的相对运动速度，工件表面与磁极工作表面间相对振动的振幅和频率，加工时间和前道工序的表面粗糙度值对加工后工件表面粗糙度值的影响状况，得出了一些实验数据和曲线。结果表明，优化以上参数是提高磁性研磨加工技术的根本保证。     

砂轮约束磨粒喷射加工表面自相关性及功率谱分析

磨粒喷射精密光整加工是重要零件在磨削后进行去除表面缺陷层、降低粗糙度和波纹度为目的的光整加工新工艺.试验在M7120磨床上完成,加工试样为Ra=0.2~0.6μm的#45钢,加工表面形貌和微观几何参数用SEM和TR200表面轮廓仪测量.应用随机过程中的相关性从自相关、功率谱密度函数两方面对磨削表面和光整加工表面进行了研究.分析结果表明,该加工方法明显提高了工件的表面质量,降低了工件的表面粗糙度并均化了波纹度.