瀑布式振動(dòng)光飾設(shè)備振動(dòng)系統(tǒng)的理論分析與仿真研究.pdf

1、滾磨光整加工技術(shù)是一種操作簡(jiǎn)單、加工成本低、生產(chǎn)效率高、功能應(yīng)用廣泛、環(huán)境污染小的加工方法，其加工過(guò)程的研究融合機(jī)械、物理、力學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)等多門(mén)學(xué)科。在傳統(tǒng)滾磨光整加工技術(shù)持續(xù)發(fā)展的同時(shí)，新型滾磨光整加工技術(shù)也在不斷涌現(xiàn)。瀑布式振動(dòng)光飾設(shè)備是20世紀(jì)80年代的美國(guó)專(zhuān)利產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)多年的不斷完善和改進(jìn)，已經(jīng)在工藝試驗(yàn)方面有了較全面、深入的研究，目前已在全球工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家較好應(yīng)用。在太原理工大學(xué)光整技術(shù)研究所技術(shù)支持下，國(guó)內(nèi)已引進(jìn)使用3臺(tái)設(shè)備

2、。立足引進(jìn)吸收消化再創(chuàng)新的理念，有必要對(duì)其振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行深入細(xì)致的理論分析，同時(shí)借助離散元方法對(duì)加工過(guò)程中顆粒系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真是機(jī)理研究的一種有效方法。
　　本文在對(duì)瀑布式振動(dòng)光飾設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)要分析的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)其振動(dòng)系統(tǒng)中振動(dòng)裝置、彈簧系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)顆粒介質(zhì)等不同特征采用不同方法進(jìn)行研究，主要研究的內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　1.以設(shè)備整個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象進(jìn)行了受力分析，得出振幅與激振力的計(jì)算公式，然后運(yùn)用Matlab分析了振動(dòng)頻率

3、、振幅、角速度比、阻尼比等各參數(shù)之間的相互關(guān)系。
　　2.彈簧系統(tǒng)是瀑布式振動(dòng)設(shè)備的重要組成部分，對(duì)其進(jìn)行分析及仿真，得出了設(shè)備工作狀態(tài)下的位移變化規(guī)律，并針對(duì)彈簧研究提出了建議。分析結(jié)果顯示：設(shè)備的疲勞壽命為5.89×105，最小載荷因子為1.337，在疲勞壽命范圍內(nèi)，彈簧系統(tǒng)滿(mǎn)足設(shè)備要求；一階振動(dòng)頻率為16Hz，激振電機(jī)的工作頻率要遠(yuǎn)離該頻率值。
　　3.運(yùn)用離散元法對(duì)動(dòng)態(tài)顆粒介質(zhì)進(jìn)行仿真，分析了顆粒系統(tǒng)、顆粒與工件、顆

4、粒與顆粒間各參數(shù)的變化規(guī)律，利用網(wǎng)格來(lái)選取圓柱表面類(lèi)、棱邊類(lèi)等特征部位的參數(shù)，分析了顆粒對(duì)工件局部位置的加工效果，探討了流場(chǎng)間隙對(duì)平面類(lèi)特征加工效果的影響。最后，對(duì)瀑布式振動(dòng)光飾設(shè)備的振幅、振動(dòng)頻率進(jìn)行了仿真。
　　4.針對(duì)工件加工均勻性差的問(wèn)題，提出并仿真了附加工件回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及瀑布式三維振動(dòng)方式的加工效果。仿真結(jié)果顯示：附加工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)加工均勻性有改善作用，瀑布式三維振動(dòng)方式較瀑布式一維振動(dòng)方式去除能力強(qiáng)，適用于加工要求去除