磁控式氣囊拋光加工特性及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、拋光作為模具制造的重要工序，能保證模具的質(zhì)量，提高其使用壽命。氣囊拋光作為一種新型的超精密加工技術(shù)，尤其適用于曲面加工。隨著曲面結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜化，模具的表面大多存在細(xì)小凹槽、內(nèi)倒角、內(nèi)圓角、加工流道或者曲率突變等結(jié)構(gòu)，此時(shí)，氣囊在下壓時(shí)往往不能與工件直接接觸，這些結(jié)構(gòu)便成了氣囊拋光的加工盲區(qū)。
　　 本文提出的磁控式氣囊拋光方法，既能在氣囊與工件接觸區(qū)域?qū)崿F(xiàn)拋光，又可以對氣囊無法接觸的區(qū)域借助外加磁場對磁性磨粒的超距作用，形成可

2、控的磨粒刷，對加工工件進(jìn)行拋光。主要內(nèi)容包括：
　　 1)介紹了磁控式氣囊拋光原理，對氣囊接觸鄰域單顆磨粒的受力、磁力刷的形成和磁力刷的材料去除特性進(jìn)行了理論分析，得到了磁力刷的材料去除模型；研究了氣囊接觸區(qū)單顆磨粒的受力，探討了該區(qū)域磨粒的正壓力以及速度，討論了磁性磨粒的失效形式及原因。
　　 2)對拋光工具中永磁體所產(chǎn)生的磁場進(jìn)行仿真，得出其磁場分布的原始狀態(tài)和特性；在此基礎(chǔ)上，對比仿真了氣囊下壓以及拋光工具傾斜狀態(tài)

3、下磁場的變化，得到實(shí)際拋光中磁場分布情況；根據(jù)仿真的結(jié)果對磁場分布進(jìn)行相應(yīng)的控制和優(yōu)化，以應(yīng)用到拋光實(shí)驗(yàn)中。
　　 3)從材料去除率以及表面粗糙度兩個(gè)指標(biāo)對氣囊接觸區(qū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，借助正交實(shí)驗(yàn)方法，研究每個(gè)指標(biāo)下主要參數(shù)的靈敏度及優(yōu)選方案；選取速度變量，設(shè)計(jì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，證明了正交實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果的準(zhǔn)確性：對拋光過程中的磨粒進(jìn)行跟蹤拍攝，獲取磁性磨粒的失效時(shí)間及失效過程。
　　 4)通過定點(diǎn)和直線軌跡運(yùn)動(dòng)兩種拋光方式，對氣囊

4、接觸鄰域的拋光效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明，磁力刷加工中均取得了較均勻的加工表面，在相同實(shí)驗(yàn)條件下，運(yùn)動(dòng)拋光能得到更好的粗糙度。
　　 5)針對氣囊接觸區(qū)和氣囊接觸鄰域進(jìn)行磁性磨粒的配比實(shí)驗(yàn)，在各自實(shí)驗(yàn)環(huán)境的磁性磨粒中加入不同比例的加工介質(zhì)，評價(jià)有無加工介質(zhì)與不同比例加工介質(zhì)的優(yōu)劣性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果對磁控式氣囊拋光技術(shù)的加工優(yōu)化具有實(shí)際的意義。
　　 本文擴(kuò)展了氣囊拋光的應(yīng)用范圍，同時(shí)對磨粒實(shí)現(xiàn)一定的控制，對推進(jìn)模具自由曲面的自