本文關(guān)鍵詞：液體磁性磨具孔光整加工工藝參數(shù)對加工效果的影響研究

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【摘要】：孔作為重要的機械加工特征,廣泛存在于航空航天、船舶、兵器和醫(yī)療器械等領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)品中,其內(nèi)表面質(zhì)量對流體傳輸、運動副間的摩擦等具有重要的影響,已經(jīng)成為影響產(chǎn)品性能、可靠性、穩(wěn)定性及使用壽命的重要因素。然而目前可用來提高孔內(nèi)表面質(zhì)量的光整加工技術(shù)都存在一定的應(yīng)用局限,對于微小孔,特別是臺階孔、交叉孔、細長管內(nèi)壁的光整加工技術(shù)難題更是難以解決。為此,課題組提出了基于液體磁性磨具的孔光整加工新技術(shù),該技術(shù)具有光整質(zhì)量高、形狀適應(yīng)性強、磨削力可控等優(yōu)點,對于小孔等復雜型腔的光整難題有特殊的優(yōu)勢,具有較高應(yīng)用價值。針對該技術(shù)加工工藝參數(shù)選取缺乏依據(jù),經(jīng)常造成過加工、欠加工等問題,提出了本課題的研究。本文主要研究內(nèi)容如下:1)液體磁性磨具孔光整加工機理研究。應(yīng)用磁疇理論、相變成核理論、偶極矩理論分析了液體磁性磨具的流變特性機理,確定了偶極矩理論在實際計算和強度解釋方面更具優(yōu)勢的結(jié)論;分析了液體磁性磨具孔光整加工的微觀材料去除機理,指出了加工時材料去除形式主要為微切削與疲勞去除;比較了單個磨粒的剪切力模型和“雙刃圓模型”,得到了磨料粒徑對加工效果的影響規(guī)律;建立了基于Preston經(jīng)典公式的材料去除率模型;綜合上述對加工機理的分析,得到了影響孔光整加工材料去除量的主要參數(shù)及具體影響規(guī)律。2)液體磁性磨具孔光整加工實驗研究。依據(jù)加工機理,對孔光整加工所需的實驗裝置進行了整體設(shè)計,設(shè)計了液體磁性磨具流動時的雙循環(huán)閉合回路;對實驗所需的磁場發(fā)生裝置和液體磁性磨具擠壓裝置進行了選型設(shè)計;設(shè)計并加工了工件夾具;設(shè)計了實驗方案,研究了加工時間、磨料粒徑、電流強度以及入口壓力幾個主要工藝參數(shù)對加工效果的影響規(guī)律。3)孔光整加工主要工藝參數(shù)對粗糙度降低率的影響分析。以粗糙度降低率為加工效果的衡量指標,設(shè)計了正交試驗,通過方差分析得到了主要工藝參數(shù)對粗糙度降低率影響的主次順序及影響程度;采用灰色關(guān)聯(lián)分析法驗證了方差分析結(jié)果的合理性,確定了加工時間對粗糙度降低率影響程度最高,其后依次為磨料粒徑、入口壓力、電流強度。4)建立了孔光整加工工藝參數(shù)與粗糙度降低率之間關(guān)系的預測模型。在灰色預測理論和多元線性回歸模型的基礎(chǔ)上,建立了多變量灰色組合模型,降低了自變量的波動誤差,提高了預測準確性,最后結(jié)合實驗數(shù)據(jù),進一步驗證了該模型具有較高的預測精度,抗干擾能力較強。本文從理論分析和實驗探索兩種途徑出發(fā),得到了工藝參數(shù)對加工效果的影響規(guī)律,研究成果將為液體磁性磨具孔光整加工技術(shù)的工藝參數(shù)選取提供理論依據(jù)和方法借鑒。
【關(guān)鍵詞】：液體磁性磨具 孔光整加工 工藝參數(shù) 正交試驗 灰色預測
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG580.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 孔內(nèi)表面光整加工技術(shù)綜述11-17
• 1.2 液體磁性磨具光整加工技術(shù)概述17-20
• 1.2.1 液體磁性磨具的提出背景17-18
• 1.2.2 液體磁性磨具光整加工技術(shù)及其主要特點18-20
• 1.3 研究課題的背景、來源及意義20-21
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容21-23
• 第二章 液體磁性磨具孔光整加工機理研究23-35
• 2.1 引言23
• 2.2 液體磁性磨具的流變性機理23-26
• 2.2.1 液體磁性磨具的組成及微觀結(jié)構(gòu)23-24
• 2.2.2 流變特性分析24-26
• 2.3 液體磁性磨具孔光整加工材料去除機理26-32
• 2.3.1 微觀材料去除機理分析26-27
• 2.3.2 微觀材料去除模型的比較分析27-29
• 2.3.3 宏觀材料去除率模型的建立29-32
• 2.4 影響孔光整加工材料去除量的主要因素分析32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-35
• 第三章 液體磁性磨具孔光整加工實驗研究35-57
• 3.1 引言35
• 3.2 孔光整加工實驗裝置設(shè)計35-45
• 3.2.1 實驗裝置的整體設(shè)計35-36
• 3.2.2 磁場發(fā)生裝置選型設(shè)計36-39
• 3.2.3 擠壓裝置選型設(shè)計39-44
• 3.2.4 工件夾具設(shè)計44-45
• 3.3 實驗設(shè)計45-48
• 3.3.1 試件45
• 3.3.2 液體磁性磨具的配制45-47
• 3.3.3 實驗方案與工藝步驟47-48
• 3.4 實驗結(jié)果48-56
• 3.4.1 加工時間對孔光整加工的影響49-50
• 3.4.2 磨料粒徑對孔光整加工的影響50-52
• 3.4.3 電流強度對孔光整加工的影響52-53
• 3.4.4 入口壓力對孔光整加工的影響53
• 3.4.5 加工表面形貌分析53-56
• 3.5 本章小結(jié)56-57
• 第四章 孔光整加工工藝參數(shù)對表面粗糙度降低率的影響分析57-73
• 4.1 引言57
• 4.2 正交試驗設(shè)計57-60
• 4.2.1 正交試驗設(shè)計流程57-58
• 4.2.2 試驗指標及因素水平的確定58-59
• 4.2.3 正交表的選用及實驗方案確定59-60
• 4.3 工藝參數(shù)對表面粗糙度影響的方差分析60-67
• 4.3.1 方差分析基本原理60-64
• 4.3.2 粗糙度結(jié)果的計算與分析64-67
• 4.4 工藝參數(shù)對表面粗糙度降低率影響的灰色關(guān)聯(lián)分析67-71
• 4.4.1 灰色關(guān)聯(lián)分析的基本原理67
• 4.4.2 灰色關(guān)聯(lián)分析建模67-68
• 4.4.3 粗糙度降低率的關(guān)聯(lián)度計算與分析68-71
• 4.5 本章小結(jié)71-73
• 第五章 孔光整加工粗糙度降低率預測模型73-91
• 5.1 引言73
• 5.2 灰色模型的數(shù)學原理73-74
• 5.3 灰色系統(tǒng)模型74-75
• 5.4 基于多變量的灰色組合模型75-78
• 5.5 液體磁性磨具孔光整加工粗糙度降低率模型建立78-87
• 5.5.1 多變量灰色組合模型的建立78-81
• 5.5.2 模型精度檢驗81-86
• 5.5.3 粗糙度降低率模型建立86-87
• 5.6 多變量灰色組合模型與多元線性回歸模型預測精度比較87-89
• 5.7 本章小結(jié)89-91
• 第六章 總結(jié)與展望91-93
• 6.1 本文主要研究工作91-92
• 6.2 未來研究工作展望92-93
• 參考文獻93-97
• 附錄97-109
• 一、單因素實驗數(shù)據(jù)97-102
• 二、正交試驗數(shù)據(jù)102-109
• 致謝109-111
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文111

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