離心研磨加工過程中磨料流態(tài)特征的理論和實驗研究.pdf

1、離心式自由磨粒研磨作為一種高效率的金屬表面光整加工方法，其工藝及設備在小型異形零件的去毛刺和光整加工生產領域得到廣泛應用。長期以來，離心式自由磨粒研磨設備的設計參數及研磨工藝參數完全憑經驗確定，無理論依據，對研磨過程的本質特征尚無根本性的認識，針對自由磨粒研磨技術的研究僅限于工藝實驗。深入研究磨料運動特征以及它對拋光過程影響對于優(yōu)化機器的設計參數和加工工藝參數，進一步提高加工效率具有重要意義。通過實驗觀察，我們發(fā)現研磨過程中磨料在滾筒內

2、的運動是極為復雜的，受液固兩相湍流流場的作用，磨料運動的流態(tài)特征對工件的加工質量和生產效率有明顯影響。而研磨機行星傳動比將直接改變磨料流流場的分布，是影響整團磨料態(tài)特征的重要因素之一本文對固定質點和磨料單顆粒的運動軌跡進行了模擬，分析了二者對加工的影響，從理論上指出滾磨過程中應以磨料顆粒作為研究對象。同時通過進一步分析研磨過程中整團磨料在不同參數下運動的流態(tài)特征，指出整團磨料的流態(tài)特征是影響加工效果的關鍵因素。我們利用數值模擬的方法來研

3、究滾磨加工的機理，對整團磨料的運動形態(tài)做了初步模擬，描繪出整團磨料流的運動特征，包括磨料的體積分數分布、壓力分布、速度矢量分布等，這些特征反映出磨料團在運動過程中的變化規(guī)律。 通過對高速攝影實驗結果的分析，一方面我們了解了整團磨料在離心場中的運動規(guī)律，指明磨料流在運動過程中，其形態(tài)及前沿界面曲線的變化是影響加工效果的重要因素手段，得知改變行星傳動比可以有效地改變滑移層的運動特征，從而提高生產效率；另一方面實驗結果表明，我們的模擬