基于聲發(fā)射的液體磁性磨具小孔光整加工在線監(jiān)測.pdf

1、孔作為一種常見的加工特征，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域相關裝備零部件之中，其表面質(zhì)量對整個產(chǎn)品具有十分重要的影響。隨著現(xiàn)代高流速、高精密設備的發(fā)展，對孔的表面質(zhì)量提出了越來越高的要求。而目前國際上采用的技術無法解決微小孔、異型孔和細管光整加工的難題。為此，太原理工大學孫桓五教授科研團隊在液體磁性磨具光整加工長期研究的基礎上，利用液體磁性磨具獨特的磁流變特性，將其應用到復雜型腔、孔類零件、細管等的光整加工領域。

2、
　　本課題來源于山西省教育廳研究生創(chuàng)新項目(S20143052)、精密與特種加工教育部重點試驗室開放課題（項目編號JMTZ201603）、國家自然科學基金(51075294)、山西省自然科學基金(2010011034.1)。論文對液體磁性磨具小孔光整加工的材料去除率計算、加工機理、加工設備、聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)搭建及聲發(fā)射信號處理等進行了系統(tǒng)性研究，主要研究內(nèi)容有以下幾點:
　　1)液體磁性磨具小孔光整加工機理研究及試驗驗證。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)生的機理;采用“雙刃圓半徑”模型作為磨料顆粒的磨削模型，對單個磨粒進行力學分析，推導出小孔光整加工的材料去除率數(shù)學表達式，繼而分析了液體磁性磨具小孔光整加工的加工機理;通過試驗分別研究了磁場強度、試件入口壓力、磨粒大小和試件材料等主要因素對小孔光整加工效果的影響，并以推導出的理論公式對試驗結果進行了分析，也以試驗證明了理論推導的正確性。
　　2)液體磁性磨具小孔光整加工試驗

4、裝置的設計與優(yōu)化。以液體磁性磨具小孔光整加工的材料去除機理為指導，在已有設備的基礎上設計出一套耐磨性優(yōu)良、壓力恒定的試驗裝置。
　　3)依據(jù)聲發(fā)射監(jiān)測原理及特點，分析液體磁性磨具光整加工聲發(fā)射源的類型及聲發(fā)射信號所在頻段，確定了合適的聲發(fā)射傳感器型號及其布置方式，通過對比試驗采集液體磁性磨具小孔光整加工裝置空轉(zhuǎn)和進行光整加工兩種工況下的聲發(fā)射信號，發(fā)現(xiàn)背景噪聲與加工信號相比很小，可以忽略不計。
　　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，并對常用的幾個特征參數(shù)進行計算，發(fā)現(xiàn)聲發(fā)射信號的有效值會隨著材料去除率及試件表面粗糙度的降低而降低。
　　5)分析了磁場強度、試件入口壓力、磨粒大小和試件材料對聲發(fā)射信號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信號有效值與表面粗糙度值的關系。
　　本文研究了液體磁性小孔光整的加工機理，推導了材料去除模型，設計了小孔