本文關(guān)鍵詞：基于聲發(fā)射的液體磁性磨具小孔光整加工在線監(jiān)測(cè)

  更多相關(guān)文章： 液體磁性磨具 小孔光整加工 表面質(zhì)量 聲發(fā)射

【摘要】：孔作為一種常見(jiàn)的加工特征，廣泛存在于生物、醫(yī)療器械、汽車、航空航天和流體控制等領(lǐng)域相關(guān)裝備零部件之中，其表面質(zhì)量對(duì)整個(gè)產(chǎn)品具有十分重要的影響。隨著現(xiàn)代高流速、高精密設(shè)備的發(fā)展，對(duì)孔的表面質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求。而目前國(guó)際上采用的技術(shù)無(wú)法解決微小孔、異型孔和細(xì)管光整加工的難題。為此，太原理工大學(xué)孫桓五教授科研團(tuán)隊(duì)在液體磁性磨具光整加工長(zhǎng)期研究的基礎(chǔ)上，利用液體磁性磨具獨(dú)特的磁流變特性，將其應(yīng)用到復(fù)雜型腔、孔類零件、細(xì)管等的光整加工領(lǐng)域。 本課題來(lái)源于山西省教育廳研究生創(chuàng)新項(xiàng)目（S20143052）、精密與特種加工教育部重點(diǎn)試驗(yàn)室開(kāi)放課題（項(xiàng)目編號(hào)JMTZ201603）、國(guó)家自然科學(xué)基金(51075294)、山西省自然科學(xué)基金(2010011034.1)。論文對(duì)液體磁性磨具小孔光整加工的材料去除率計(jì)算、加工機(jī)理、加工設(shè)備、聲發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)搭建及聲發(fā)射信號(hào)處理等進(jìn)行了系統(tǒng)性研究，主要研究?jī)?nèi)容有以下幾點(diǎn)： 1）液體磁性磨具小孔光整加工機(jī)理研究及試驗(yàn)驗(yàn)證。以磁性粒子的偶極矩理論為依據(jù)，分析了液體磁性磨具磁流變現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理；采用“雙刃圓半徑”模型作為磨料顆粒的磨削模型，對(duì)單個(gè)磨粒進(jìn)行力學(xué)分析，推導(dǎo)出小孔光整加工的材料去除率數(shù)學(xué)表達(dá)式，，繼而分析了液體磁性磨具小孔光整加工的加工機(jī)理；通過(guò)試驗(yàn)分別研究了磁場(chǎng)強(qiáng)度、試件入口壓力、磨粒大小和試件材料等主要因素對(duì)小孔光整加工效果的影響，并以推導(dǎo)出的理論公式對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，也以試驗(yàn)證明了理論推導(dǎo)的正確性。 2）液體磁性磨具小孔光整加工試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。以液體磁性磨具小孔光整加工的材料去除機(jī)理為指導(dǎo)，在已有設(shè)備的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出一套耐磨性優(yōu)良、壓力恒定的試驗(yàn)裝置。 3）依據(jù)聲發(fā)射監(jiān)測(cè)原理及特點(diǎn)，分析液體磁性磨具光整加工聲發(fā)射源的類型及聲發(fā)射信號(hào)所在頻段，確定了合適的聲發(fā)射傳感器型號(hào)及其布置方式，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)采集液體磁性磨具小孔光整加工裝置空轉(zhuǎn)和進(jìn)行光整加工兩種工況下的聲發(fā)射信號(hào)，發(fā)現(xiàn)背景噪聲與加工信號(hào)相比很小，可以忽略不計(jì)。 4）基于液體磁性磨具小孔光整加工的特性，確定特征參數(shù)分析法較適合本試驗(yàn)，并對(duì)常用的幾個(gè)特征參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)聲發(fā)射信號(hào)的有效值會(huì)隨著材料去除率及試件表面粗糙度的降低而降低。 5）分析了磁場(chǎng)強(qiáng)度、試件入口壓力、磨粒大小和試件材料對(duì)聲發(fā)射信號(hào)有效值及其頻率的影響，確定了液體磁性磨具小孔光整加工聲發(fā)射的頻段在30KHz~500KHz之間，得到了AE信號(hào)有效值與表面粗糙度值的關(guān)系。 本文研究了液體磁性小孔光整的加工機(jī)理，推導(dǎo)了材料去除模型，設(shè)計(jì)了小孔光整加工設(shè)備，搭建了聲發(fā)射在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)，確定了液體磁性磨具小孔光整加工AE信號(hào)所在頻域，并通過(guò)加工試驗(yàn)和聲發(fā)射在線監(jiān)測(cè)試驗(yàn)兩方面驗(yàn)證了加工機(jī)理和材料去除率計(jì)算的正確性，液體磁性磨具小孔光整加工的可行性，研究成果對(duì)小孔光整加工和其它形式光整加工的在線監(jiān)測(cè)提供具有一定參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：液體磁性磨具 小孔光整加工 表面質(zhì)量 聲發(fā)射
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG74;TG664
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 引言12
• 1.2 內(nèi)孔表面光整技術(shù)綜述12-16
• 1.3 液體磁性磨具光整加工發(fā)展背景16-18
• 1.4 研究課題的背景、來(lái)源及意義18-20
• 第二章 液體磁性磨具小孔光整加工機(jī)理研究20-28
• 2.1 引言20
• 2.2 液體磁性磨具小孔光整加工機(jī)理20-27
• 2.2.1 液體磁性磨具構(gòu)成20-21
• 2.2.2 小孔光整機(jī)理分析21-22
• 2.2.3 液體磁性磨具在小孔內(nèi)的剪切應(yīng)力分布以及速度分布22-25
• 2.2.4 材料去除率的理論計(jì)算25-27
• 2.2.5 影響加工效率和材料去除率的主要因素27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第三章 液體磁性磨具小孔光整試驗(yàn)研究28-48
• 3.1. 引言28
• 3.2 已有試驗(yàn)裝置介紹28-34
• 3.2.1 液壓擠壓試驗(yàn)裝置28-31
• 3.2.2 液壓隔膜擠壓裝置31-34
• 3.3 加工試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)34-40
• 3.3.1 動(dòng)力裝置34-36
• 3.3.2 磁場(chǎng)發(fā)生裝置36-38
• 3.3.3 磨具38-39
• 3.3.4 試件39-40
• 3.4 試驗(yàn)方案與工藝步驟40-41
• 3.5 加工試驗(yàn)結(jié)果41-47
• 3.5.1 磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)材料去除率及表面粗糙度的影響42-43
• 3.5.2 入口壓力對(duì)材料去除率及表面粗糙度的影響43-45
• 3.5.3 磨料粒度對(duì)材料去除率及表面粗糙度的影響45-46
• 3.5.4 試件材料對(duì)材料去除率及表面粗糙度的影響46-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 第四章 聲發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與試驗(yàn)方案48-70
• 4.1 引言48
• 4.2 聲發(fā)射監(jiān)測(cè)的原理及特點(diǎn)48-49
• 4.3 聲發(fā)射源的類型49-50
• 4.4 在線監(jiān)控試驗(yàn)設(shè)計(jì)50-58
• 4.4.1 聲發(fā)射采集機(jī)箱51-52
• 4.4.2 傳感器選擇與布置52-54
• 4.4.3 前置放大器54-55
• 4.4.4 信號(hào)采集、存儲(chǔ)55-57
• 4.4.5 試驗(yàn)方案與步驟57-58
• 4.5 聲發(fā)射信號(hào)分析58-67
• 4.5.1 背景噪聲分析58-63
• 4.5.2 聲發(fā)射信號(hào)特征參數(shù)計(jì)算63-67
• 4.6 本章小結(jié)67-70
• 第五章 聲發(fā)射在線監(jiān)控試驗(yàn)結(jié)果與分析70-86
• 5.1 引言70
• 5.2 加工參數(shù)對(duì)聲發(fā)射信號(hào)有效值的影響70-75
• 5.2.1 磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)聲發(fā)射信號(hào)有效值的影響70-72
• 5.2.2 入口壓力對(duì)聲發(fā)射信號(hào)有效值的影響72-73
• 5.2.3 磨料粒度對(duì)聲發(fā)射信號(hào)有效值的影響73-74
• 5.2.4 試件材料對(duì)聲發(fā)射信號(hào)有效值的影響74-75
• 5.3 加工參數(shù)對(duì)聲發(fā)射信號(hào)頻率的影響75-80
• 5.3.1 磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)聲發(fā)射信號(hào)頻率的影響75-77
• 5.3.2 入口壓力對(duì)聲發(fā)射信號(hào)頻率的影響77-78
• 5.3.3 磨料粒度對(duì)聲發(fā)射信號(hào)頻率的影響78-79
• 5.3.4 試件材料對(duì)聲發(fā)射信號(hào)頻率的影響79-80
• 5.4 聲發(fā)射信號(hào)有效值與試件表面粗糙度的關(guān)系80-84
• 5.5 本章小結(jié)84-86
• 第六章 結(jié)論與展望86-88
• 6.1 全文總結(jié)86-87
• 6.2 未來(lái)研究工作展望87-88
• 參考文獻(xiàn)88-92
• 致謝92-94
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄94

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張同華;楊璧玲;彭永超;晏雄;;基于聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)的PE/PE自增強(qiáng)復(fù)合材料破損機(jī)理分析[J];材料工程;2007年01期

2 吉幸;羅賢;楊延清;婁菊紅;黃斌;王興瑞;;連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料無(wú)損檢測(cè)研究進(jìn)展[J];稀有金屬材料與工程;2013年S2期

3 陳洪亮;王樹(shù)林;唐宏志;;利用機(jī)械研磨提高涂層力學(xué)性能的研究[J];功能材料;2014年03期

4 周欽;孫桓五;張?jiān)骑w;王娟;;聚丙烯酸改良液體磁性磨具穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究[J];磁性材料及器件;2014年02期

5 朱波;鐘曉紅;陳濟(jì)輪;張昆;陳靖;張萬(wàn)剛;;超聲振動(dòng)復(fù)合微細(xì)電火花加工微小孔試驗(yàn)研究[J];電加工與模具;2014年03期

6 褚亮;任會(huì)蘭;龍波;寧建國(guó);;陶瓷材料破壞過(guò)程中的聲發(fā)射源定位方法[J];兵工學(xué)報(bào);2014年11期

7 張彥吉;;論聲發(fā)射技術(shù)在礦區(qū)地震監(jiān)測(cè)的應(yīng)用[J];黑龍江科技信息;2010年09期

8 湯勇,周德明,夏偉,曾志新,葉邦彥,潘聲虎;磨料流加工壁面滑動(dòng)特性的研究[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年01期

9 應(yīng)人龍;曾莉群;顧大強(qiáng);;微小孔加工技術(shù)綜述[J];機(jī)床與液壓;2008年06期

10 黃加福;魏昕;謝小柱;何廣濤;;影響激光拋光效果的因素分析[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2008年12期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 王曉偉;基于聲發(fā)射技術(shù)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械碰摩故障診斷研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

2 陳惜明;基于聲發(fā)射信號(hào)的集成建模技術(shù)及其在顆粒檢測(cè)中的應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2009年

本文編號(hào)：820476