現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展對(duì)零件精密加工的要求越來越高,磁性磨料光整加工技術(shù)是針對(duì)高精度表面加工的重要加工方式之一,而磁性磨料是影響光整加工效果、制約磁性磨料光整加工技術(shù)工業(yè)應(yīng)用的一個(gè)重要因素。使用化學(xué)復(fù)合鍍法能夠制備出品質(zhì)較高、使用壽命較長(zhǎng)的磁性磨料。目前設(shè)計(jì)使用的磁性磨料化學(xué)復(fù)合鍍裝置大多用于工件的表面改性上,整個(gè)工藝流程需由人工進(jìn)行操控和調(diào)整,在用于制備小粒徑磁性磨料方面的化學(xué)復(fù)合鍍裝置的設(shè)計(jì)研究較少。本文提出了適用于制備小粒徑磁性磨料并能夠進(jìn)行自動(dòng)控制的磁性磨料化學(xué)復(fù)合鍍裝置設(shè)計(jì)方案,采用網(wǎng)兜鍍和沖液的方式對(duì)鐵磁相和磨粒相進(jìn)行分散運(yùn)動(dòng),在使用CFD法對(duì)裝置工作區(qū)域關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。論文主要研究工作和結(jié)論如下:(1)結(jié)合裝置的性能需求將磁性磨料化學(xué)復(fù)合鍍裝置設(shè)計(jì)為工作區(qū)域和輔助區(qū)域兩部分,根據(jù)第二相共沉積機(jī)理采用網(wǎng)兜鍍工藝進(jìn)行磁性磨料的制備,將網(wǎng)兜設(shè)計(jì)為環(huán)狀柱體結(jié)構(gòu),并令網(wǎng)兜在水平方向進(jìn)行周期性快速正反轉(zhuǎn)使其中的鐵磁相在慣性作用下實(shí)現(xiàn)滾動(dòng);同時(shí)采用球形底化學(xué)鍍槽并利用沖液作用對(duì)磨粒相進(jìn)行分散與懸浮。(2)使用CFD法對(duì)磁性磨料化學(xué)復(fù)合鍍裝置工作區(qū)域關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),建立流固耦合有限元仿真三維模型,以粒子在下落過程中各重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)分散狀態(tài)、粒子統(tǒng)計(jì)區(qū)域的空間位置及區(qū)域內(nèi)粒子總數(shù)變化為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),確定各影響因素的最佳參數(shù)組合為:化學(xué)鍍槽半徑R=55mm,鍍液盛裝量L=R=55mm,沖液距離h=6mm,管路內(nèi)徑Φ=8mm,沖液流量Q=8L/min。根據(jù)采用最優(yōu)參數(shù)組合時(shí)獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)確定環(huán)形網(wǎng)兜的相關(guān)參數(shù)為:環(huán)形網(wǎng)兜的內(nèi)徑r1=16mm,外徑r2=36mm,高度s=26mm,置于鍍槽底部中心上方45mm處。(3)根據(jù)已確定的磁性磨料化學(xué)復(fù)合鍍裝置工作區(qū)域關(guān)鍵參數(shù),以工作臺(tái)為基體對(duì)裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),采用步進(jìn)電機(jī)為裝置動(dòng)力源并通過與之相連接的控制器使裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,利用傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)環(huán)形網(wǎng)兜進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng);由水泵控制的沖液系統(tǒng)伸至化學(xué)鍍槽中,利用沖液作用使磨粒相實(shí)現(xiàn)分散與懸浮。
【學(xué)位單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG173
【部分圖文】：

性磨料的品質(zhì)直接影響磁性磨料光整加工的加工效果。磁性磨料由鐵磁相和磨粒相兩部??分通過鍍層金屬結(jié)合而成，磁性磨料光整加工中較為常見的磁性磨料為顆粒狀，其理想??結(jié)構(gòu)為球體如圖２．１所示。??圖２．１磁性磨料理想結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?２．１?Ｉｄｅａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ａｂｒａｓｉｖｅ??鐵磁相是磁性磨料的基體部分，在進(jìn)行磁性磨料光整加工時(shí)用磁頭吸引磨料形成磨??粒刷，并通過控制磁場(chǎng)的大小和方向以滿足加工需求，因此鐵磁相應(yīng)具有一定的磁性或??較易被磁化。磨粒相通過鍍層金屬包覆在鐵磁相表面，為保證在磁性磨料光整加工過程??中不會(huì)出現(xiàn)磨粒相或鍍層金屬脫落的情況，鐵磁相與磨粒相應(yīng)有較好的親潤(rùn)性。??磨粒相是在磁性磨料光整加工過程中與工件直接接觸的部分，可以根據(jù)被加工工件??的材料及性質(zhì)的不同采用不同種類的磨粒相，因此磨粒相在具有一定強(qiáng)度的同時(shí)應(yīng)具有??一定的物理和化學(xué)穩(wěn)定性，以防止在加工過程中出現(xiàn)斷裂或與工件發(fā)生理化變性等情??況。為提高磁性磨料的加工質(zhì)量、延長(zhǎng)使用壽命

性磨料的品質(zhì)直接影響磁性磨料光整加工的加工效果。磁性磨料由鐵磁相和磨粒相兩部??分通過鍍層金屬結(jié)合而成，磁性磨料光整加工中較為常見的磁性磨料為顆粒狀，其理想??結(jié)構(gòu)為球體如圖２．１所示。??圖２．１磁性磨料理想結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?２．１?Ｉｄｅａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ａｂｒａｓｉｖｅ??鐵磁相是磁性磨料的基體部分，在進(jìn)行磁性磨料光整加工時(shí)用磁頭吸引磨料形成磨??粒刷，并通過控制磁場(chǎng)的大小和方向以滿足加工需求，因此鐵磁相應(yīng)具有一定的磁性或??較易被磁化。磨粒相通過鍍層金屬包覆在鐵磁相表面，為保證在磁性磨料光整加工過程??中不會(huì)出現(xiàn)磨粒相或鍍層金屬脫落的情況，鐵磁相與磨粒相應(yīng)有較好的親潤(rùn)性。??磨粒相是在磁性磨料光整加工過程中與工件直接接觸的部分，可以根據(jù)被加工工件??的材料及性質(zhì)的不同采用不同種類的磨粒相，因此磨粒相在具有一定強(qiáng)度的同時(shí)應(yīng)具有??一定的物理和化學(xué)穩(wěn)定性，以防止在加工過程中出現(xiàn)斷裂或與工件發(fā)生理化變性等情??況。為提高磁性磨料的加工質(zhì)量、延長(zhǎng)使用壽命

Ｗ?Ｗ??（ａ）?（ｂ）??圖２．５管路布置方式示意圖??Ｆｉｇ．?２．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｉｐｅｌｉｎｅ?ｌａｙｏｕｔ??由于布管方式的不同，流體在鍍槽中的運(yùn)動(dòng)流向也不同，根據(jù)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，分別??采用兩種布管方式時(shí)的流體運(yùn)動(dòng)方向分別如圖２．６所示。采用第一種布管方式時(shí)，流體??沿化學(xué)鍍槽內(nèi)壁由外側(cè)至中心形成環(huán)流，由中心位置直伸至鍍槽底部的管體對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)??的阻礙作用較�。徊捎玫诙N布管方式時(shí)，流體沿鍍槽內(nèi)壁以逆時(shí)針方向形成環(huán)流，但??沿鍍槽壁布置的管體會(huì)對(duì)流體中的粒子運(yùn)動(dòng)造成阻礙。因此采用將沖液管由中心直插至??化學(xué)鍍槽半球形底部中心的布置方式。??
【參考文獻(xiàn)】

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1 謝留傳;陳建民;;先進(jìn)硬脆性材料復(fù)合加工技術(shù)的發(fā)展[J];國(guó)防制造技術(shù);2009年06期

2 鄒剛;謝華;;Ni-P-納米SiC化學(xué)復(fù)合鍍工藝的優(yōu)化[J];機(jī)械工程材料;2008年04期

3 鄧嘉胤;楊健;王樂勤;杜紅霞;王娜;;光滑粒子動(dòng)力學(xué)方法的固液二相流研究[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2007年05期

4 劉菲菲;黃燕濱;趙藝偉;;空氣攪拌對(duì)n-Al_2O_3/Ni–P化學(xué)復(fù)合鍍層性能的影響[J];電鍍與涂飾;2007年04期

5 卜金緯;黃根良;;復(fù)合化學(xué)鍍幾個(gè)關(guān)鍵工藝因素研究[J];表面技術(shù);2006年04期

6 王振松,李良超,黃雄斌;固-液攪拌槽內(nèi)槽底流場(chǎng)的CFD模擬[J];北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年04期

7 黃新民,吳玉程,謝躍勤,宋皖英;Ni-P-納米TiO_2化學(xué)復(fù)合鍍層[J];中國(guó)表面工程;2001年03期

8 陳紅玲,張銀喜,郭燕瑩;粘結(jié)磁性磨料的研究[J];太原理工大學(xué)學(xué)報(bào);2001年05期

9 相英偉,張晉遠(yuǎn),金成海;化學(xué)復(fù)合鍍納米金剛石粉的研究[J];材料工程;2000年04期

本文編號(hào)：2841275