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).pdf

1、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(chē)、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(lèi)零件、細(xì)管等的光整加工領(lǐng)域。

2、
　　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

3、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)

4、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(lèi)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

5、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