本文關(guān)鍵詞：小工具頭磁流變拋光工藝及拋光軌跡研究

  更多相關(guān)文章： 小工具頭 磁流變拋光 去除函數(shù) 工藝實(shí)驗(yàn) 面型修正

【摘要】：隨著科技的日新月異,高尖端儀器設(shè)備對高精度小型且結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件的需求越來越大。這些形狀小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件作為核心零部件在航空航天、軍事等領(lǐng)域有著重要作用。針對深腔薄壁結(jié)構(gòu)、無亞表面損傷等加工要求的半球諧振子這類小型異形零件,目前搭建了直徑4mm的小工具頭磁流變拋光實(shí)驗(yàn)樣機(jī),由于該實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的拋光頭形狀、磁場分布、加工間隙、拋光斑點(diǎn)形貌等均與傳統(tǒng)輪式磁流變拋光裝置不同,故需要對其拋光機(jī)理、材料去除函數(shù)、拋光工藝等展開研究,以獲得較高的小工具頭磁流變拋光去除率,降低工件表面粗糙度,提高工件面型精度。首先,在潤滑脂滑動軸承Bingham介質(zhì)分析方法的基礎(chǔ)上,構(gòu)建小工具頭磁流變流體動力學(xué)模型。通過差分法和松弛迭代法對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解,經(jīng)仿真結(jié)果與實(shí)際拋光斑點(diǎn)形貌對比,可知磁流變拋光過程中主要以剪切力去除為主,由此根據(jù)由剪切力構(gòu)成的修正Preston方程,建立去除函數(shù)模型。通過小直徑拋光頭磁流變定點(diǎn)拋光熔石英平面工件的實(shí)驗(yàn),確定去除函數(shù)中Preston方程系數(shù)K的平均值為8.93×10-13 m2/N,在邊緣處存在一定誤差。其次,利用自研小工具頭磁流變拋光實(shí)驗(yàn)樣機(jī)對熔石英玻璃棒的磁流變拋光工藝進(jìn)行研究。為了研究工藝參數(shù)對材料去除率的影響,進(jìn)行單因素定點(diǎn)拋光實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:拋光間隙越小、主軸轉(zhuǎn)速和擺角越大時,材料去除率越高;駐留時間與材料去除量的線性度達(dá)0.994,說明加工時間對磁流變拋光去除率影響不大,進(jìn)而可通過控制工件表面各點(diǎn)的加工時間實(shí)現(xiàn)確定性加工。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:影響工件表面粗糙度和材料去除率的因素主次順序都為:拋光粉粒度主軸轉(zhuǎn)速最小加工間隙主軸擺角;以去除率和工件表面粗糙度綜合指標(biāo)為實(shí)驗(yàn)指標(biāo),可獲得最優(yōu)工藝參數(shù)組合(最小加工間隙0.08mm,主軸轉(zhuǎn)速6000r/min,主軸擺角40°,拋光粉粒度16μm)。去除函數(shù)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:270min內(nèi)拋光的9個斑點(diǎn)的矩形面積波動小于6.43%,相對峰值波動小于5.87%,從而驗(yàn)證小工具頭磁流變拋光去除函數(shù)的良好穩(wěn)定性。最后,基于矩陣形式的駐留算法,根據(jù)原始工件面型數(shù)據(jù)和去除函數(shù),獲得各駐留點(diǎn)的駐留時間,通過計算機(jī)控制磁流變拋光軌跡,完成對回轉(zhuǎn)對稱工件的成型拋光;經(jīng)過兩次迭代加工,在工件中心Φ16mm范圍內(nèi),加工表面粗糙度達(dá)2.4nm,面型精度由0.81μm提高到0.14μm。
【關(guān)鍵詞】：小工具頭 磁流變拋光 去除函數(shù) 工藝實(shí)驗(yàn) 面型修正
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG580.692
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題來源及研究意義9-10
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 研究背景9-10
• 1.2 磁流變拋光技術(shù)現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 磁流變拋光國外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 磁流變拋光國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.3 磁流變拋光研究現(xiàn)狀綜述16
• 1.3 主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 小工具頭磁流變拋光的去除函數(shù)18-34
• 2.1 小工具頭磁流變拋光機(jī)床的研制18-22
• 2.1.1 小工具頭磁流變拋光機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計18-20
• 2.1.2 小工具頭磁流變拋光永磁拋光頭的設(shè)計20-21
• 2.1.3 磁流變拋光機(jī)床循環(huán)系統(tǒng)21-22
• 2.2 小工具頭磁流變拋光去除機(jī)理分析22-23
• 2.2.1 拋光機(jī)理的傳統(tǒng)解釋22
• 2.2.2 小工具頭磁流變拋光去除機(jī)理22-23
• 2.3 小工具頭磁流變拋光去除模型23-31
• 2.3.1 Bingham介質(zhì)流體潤滑理論23-24
• 2.3.2 拋光區(qū)流體磁流變液動力學(xué)分析24-27
• 2.3.3 小工具頭磁流變拋光材料去除數(shù)學(xué)模型27
• 2.3.4 磁流變拋光去除數(shù)學(xué)模型的求解27-31
• 2.4 磁流變拋光去除函數(shù)實(shí)驗(yàn)31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 第3章 小工具頭磁流變拋光工藝實(shí)驗(yàn)34-47
• 3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與檢測儀器34-35
• 3.2 單因素定點(diǎn)拋光工藝實(shí)驗(yàn)35-38
• 3.2.1 拋光時間對工件材料去除率的影響35-36
• 3.2.2 最小加工間隙對工件材料去除率的影響36-37
• 3.2.3 主軸轉(zhuǎn)速對工件材料去除率的影響37-38
• 3.2.4 主軸擺角對工件材料去除率的影響38
• 3.3 工藝參數(shù)正交實(shí)驗(yàn)38-44
• 3.3.1 工藝參數(shù)對材料去除率的影響39-40
• 3.3.2 工藝參數(shù)對表面粗糙度的影響40-42
• 3.3.3 工藝參數(shù)優(yōu)化42-44
• 3.4 去除函數(shù)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)44-45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 第4章 小工具頭磁流變成型拋光研究47-56
• 4.1 計算機(jī)控制磁流變成型拋光基本原理47-49
• 4.2 回轉(zhuǎn)對稱面型光學(xué)零件加工軌跡規(guī)劃49-51
• 4.3 磁流變成型拋光仿真分析及實(shí)驗(yàn)研究51-54
• 4.4 影響磁流變成型拋光工件面型精度的因素54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果62-64
• 致謝64

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 任順清;趙洪波;;半球諧振子密度分布不均勻?qū)敵鼍鹊挠绊慬J];中國慣性技術(shù)學(xué)報;2011年03期

2 王琪;汪立新;劉雨時;;半球諧振陀螺儀線振動影響分析[J];壓電與聲光;2014年06期

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本文編號：786311