彈性發(fā)射加工中磨粒群運(yùn)動(dòng)特性的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，具有超光滑表面質(zhì)量的光學(xué)元件已廣泛應(yīng)用于高精密產(chǎn)品和現(xiàn)代化國(guó)防等重要領(lǐng)域，超光滑表面加工技術(shù)是當(dāng)今制造業(yè)的研究熱點(diǎn)，直接影響機(jī)械產(chǎn)品的精度和表面質(zhì)量，本文研究的彈性發(fā)射加工技術(shù)（Elastic emission machining，簡(jiǎn)稱EEM）具有加工范圍廣、材料去除穩(wěn)定、無亞表面損傷等優(yōu)點(diǎn)，在高質(zhì)量光學(xué)元件的超精密加工中具有很好的應(yīng)用前景。
　　本文針對(duì)EEM中的磨粒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及材料去除函數(shù)分別進(jìn)行了仿真分析和

2、實(shí)驗(yàn)研究，為基于EEM技術(shù)的超光滑表面加工提供了理論依據(jù)及技術(shù)支持，主要做了以下幾方面的工作:
　　(1)搭建了具有壓力反饋和在線調(diào)整功能的EEM系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)K9玻璃進(jìn)行了EEM實(shí)驗(yàn)研究，并在不同工藝參數(shù)條件下對(duì)工件的去除率進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)分析。
　　(2)通過Fluent軟件計(jì)算拋光區(qū)微觀流場(chǎng)，分析了磨粒在流場(chǎng)中的受力狀態(tài)，建立了單磨粒在流場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方程，分別利用Fluent軟件和Fortran軟件對(duì)單磨粒的運(yùn)

3、動(dòng)軌跡進(jìn)行了仿真。
　　(3)建立了磨粒-磨粒、磨粒-彈性輪以及磨粒-工件的碰撞模型，利用建立的考慮多磨粒碰撞的EEM磨粒運(yùn)動(dòng)仿真模型，基于Verlet算法和Fortran軟件模擬了磨粒群在流場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
　　(4)建立了基于EEM的K9玻璃理論去除函數(shù)模型，利用建立的模型對(duì)不同工藝參數(shù)條件下的材料去除率進(jìn)行了仿真分析。
　　通過上述研究，EEM方法可以獲得納米級(jí)的超光滑表面;考慮多磨粒碰撞的EEM磨粒運(yùn)動(dòng)仿真模型

4、更客觀地反映了磨粒群在拋光液中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;磨粒沖擊工件壁面的區(qū)域主要集中在最小加工間隙的前段位置，在最小間隙處并沒有磨粒的沖擊作用;隨著加工間隙的減小，磨粒沖擊工件壁面的速度變大，磨粒沖擊數(shù)量呈現(xiàn)出先變大再變小的趨勢(shì);隨著磨粒濃度的增大，沖擊工件壁面的磨粒數(shù)量變多，但沖擊速度和沖擊角度基本一致;隨著磨粒粒度的增大，沖擊工件壁面的磨粒數(shù)量變少，但沖擊速度變大，沖擊角度基本一致;實(shí)驗(yàn)研究和仿真分析均表明工件的去除率隨著磨粒濃度、磨粒粒度的增