發(fā)布時間：2017-09-09 07:00

  本文關(guān)鍵詞：基于流體動壓效應(yīng)的磨粒流光整加工機理研究

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【摘要】：針對高強、高硬材料復(fù)雜工件表面精整加工,提出了一種基于流體動壓效應(yīng)的磨粒流光整加工方法,即利用多軸數(shù)控加工機床,采用圓柱工具替換銑刀,將工件浸入按一定比例配制的磨�；旌弦褐�,依靠高速旋轉(zhuǎn)的圓柱工具產(chǎn)生的流體動壓效應(yīng),將磨粒混合液帶入楔形加工區(qū)域,去除材料,既繼承了傳統(tǒng)磨粒流光整加工方法在不破壞尺寸精度和形狀精度的前提下提高表面質(zhì)量,且對運動精度要求不高等優(yōu)勢,又克服了對加工位置去除量不可控等缺點。本文對該加工方法的機理進行了理論分析和實驗探究,主要工作包括以下幾個方面:(1)基于固-液兩相流動基本原理,建立兩相流運動理論模型,應(yīng)用FLUENT離散顆粒模型對加工區(qū)域速度場和壓力場進行仿真分析,追蹤單個顆粒在流場中的運動軌跡。(2)通過對磨粒磨損理論的研究,結(jié)合磨粒在流場中的運動情況,建立單顆磨粒材料去除模型,在楔形加工區(qū)域內(nèi),加工方式由兩體研磨逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿w拋光,依靠加工沖擊和剪切擠壓兩種方式去除材料。(3)以鈦合金材料為研究對象,在高速數(shù)控機床進行加工實驗,利用WGL光電輪廓儀測量實驗結(jié)果。實驗測得加工前表面粗糙度約為0.3微米,加工后表面粗糙度為0.1微米左右,從而證明了回轉(zhuǎn)工具約束的磨粒流加工應(yīng)用于鈦合金表面光整的可行性。通過觀察表面微觀形貌,驗證了兩體研磨和三體拋光加工的材料去除機理。
【關(guān)鍵詞】：磨粒流光整加工 機理 兩相流 有限元分析 工藝試驗
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG664
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 引言13
• 1.2 磨粒流光整加工技術(shù)分類13-17
• 1.2.1“硬性”磨粒流光整加工技術(shù)14-16
• 1.2.2“軟性”磨粒流光整加工技術(shù)16-17
• 1.3 磨粒流光整加工技術(shù)的特點17-18
• 1.4 磨粒流光整加工技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-20
• 1.4.1 國外研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.5 磨粒流光整加工技術(shù)發(fā)展趨勢20-21
• 1.5.1 磨粒流光整加工機理的深入研究20
• 1.5.2 磨粒流加工向數(shù)控化、集成化、智能化和虛擬化的方向發(fā)展20
• 1.5.3 磨粒流加工工藝的發(fā)展創(chuàng)新20-21
• 1.5.4 磨粒、磨液的研究和開發(fā)21
• 1.6 課題的研究目的和意義21
• 1.7 本論文的主要研究工作21-23
• 第二章 流體動壓效應(yīng)下磨粒的運動分析23-43
• 2.1 引言23
• 2.2 光整加工的基本原理23-24
• 2.3 兩相流動的理論基礎(chǔ)24-30
• 2.3.1 兩相流的定義與分類24
• 2.3.2 流體顆粒動力學(xué)分析24-27
• 2.3.3 固液兩相流運動基本方程27-29
• 2.3.4 固液兩相流數(shù)值模擬模型29-30
• 2.4 磨粒流場仿真與分析30-42
• 2.4.1 計算流體力學(xué)CFD概述30-32
• 2.4.2 FLUENT簡介32-33
• 2.4.3 兩相流模型33-34
• 2.4.4 磨粒流場有限元模型的建立及邊界設(shè)置34-37
• 2.4.5 仿真結(jié)果分析37-42
• 2.5 本章小結(jié)42-43
• 第三章 流體動壓驅(qū)動磨粒加工的材料去除建模和機理研究43-50
• 3.1 引言43
• 3.2 磨粒磨損概述43-45
• 3.2.1 磨粒磨損的定義43
• 3.2.2 磨粒磨損的分類43-44
• 3.2.3 磨粒磨損機理44
• 3.2.4 影響磨粒磨損的因素44-45
• 3.3 單顆粒材料去除模型45-47
• 3.3.1 兩體研磨加工單顆磨粒運動分析45-46
• 3.3.2 兩體研磨加工單顆材料去除模型46-47
• 3.3.3 三體加工單顆磨粒運動分析47
• 3.3.4 三體加工單顆粒材料去除模型47
• 3.4 磨削區(qū)材料去除機理分析47-49
• 3.4.1 加工沖擊磨損機理48
• 3.4.2 剪切擠壓磨損機理48-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第四章 流體動壓效應(yīng)下磨粒的材料去除實驗與工藝研究50-62
• 4.1 引言50
• 4.2 實驗設(shè)計50-54
• 4.2.1 實驗平臺50-51
• 4.2.2 磨粒的選取51-52
• 4.2.3 實驗流程52-54
• 4.3 實驗結(jié)果分析54-61
• 4.3.1 磨損機理驗證實驗及結(jié)果分析54-57
• 4.3.2 加工參數(shù)對比實驗及結(jié)果分析57-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第五章 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 總結(jié)62
• 5.2 未來工作的展望62-64
• 參考文獻64-68
• 致謝68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高航;吳鳴宇;付有志;郭東明;;流體磨料光整加工理論與技術(shù)的發(fā)展[J];機械工程學(xué)報;2015年07期

2 李敏;袁巨龍;吳U，

本文編號：818960