塑性材料混合磁流體曲面研磨機(jī)理及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、傳統(tǒng)的研磨方法在研磨加工過程中存在著研磨頭老化、研磨頭與工件加工表面的吻合差、材料去除函數(shù)不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，難以控制研磨加工過程，加工效率低，加工表面精度低；另外，由于材料去除函數(shù)不穩(wěn)定，使得研磨加工難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化?；旌洗帕黧w研磨技術(shù)作為新型的高確定性研磨加工技術(shù)，可以克服上述傳統(tǒng)研磨加工的缺點(diǎn)。在自由曲面研磨時(shí)，混合磁流體研磨技術(shù)要想實(shí)現(xiàn)高效率加工和自動(dòng)化控制，就必須確保加工過程中去除函數(shù)的高效和穩(wěn)定以及掌握去除數(shù)學(xué)函數(shù)隨曲面特征的變化規(guī)

2、律。因此，本文圍繞這兩方面進(jìn)行了深入研究，并基于銅基試件進(jìn)行了混合磁流體曲面研磨實(shí)驗(yàn)。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容有：
　　1、曲面研磨頭的設(shè)計(jì)
　　針對(duì)混合磁流體曲面研磨設(shè)計(jì)了專用磁極，采用彈簧夾頭進(jìn)行夾持，并對(duì)所設(shè)計(jì)的研磨頭磁極進(jìn)行了有限元仿真和實(shí)際測(cè)試，仿真結(jié)果和測(cè)試結(jié)果相符，為研磨頭磁極研磨效果理論分析提供依據(jù)。通過研磨頭磁極的對(duì)比研磨實(shí)驗(yàn)，得出以下結(jié)論：1）研磨頭磁極曲率與工件表面曲率相近時(shí)，研磨效果最佳；2）研

3、磨頭開槽磁極比不開槽磁極的研磨效果好；3）在槽寬為2mm的條件下，開兩個(gè)槽的研磨頭磁極研磨效果最佳。
　　2、混合磁流體研磨的數(shù)學(xué)模型建立
　　結(jié)合微細(xì)切削理論和混合磁流體曲面研磨建立了材料去除形狀模型；利用Preston方程建立了混合磁流體曲面研磨的材料去除效率數(shù)學(xué)模型；根據(jù)混合磁流體研磨的材料去除機(jī)理，建立了混合磁流體曲面研磨表面粗糙度數(shù)學(xué)模型。
　　3、針對(duì)所建立的3個(gè)相關(guān)混合磁流體曲面研磨數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了一系列

4、混合磁流體曲面研磨驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，并求出了數(shù)學(xué)模型中的相關(guān)修正系數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果的誤差為15％左右，是比較準(zhǔn)確的。通過對(duì)參數(shù)的求解：1）Preston系數(shù)k隨著工件表面傾斜角的增大而減小，這說明除磁場(chǎng)強(qiáng)度和磨料速度的其他因素隨著傾斜角的增大越不利于研磨加工；2）對(duì)于同一工件表面，粗糙度數(shù)學(xué)模型參數(shù)a是一個(gè)定值；3）求出參數(shù)λ的值，確定研磨的最小磁場(chǎng)強(qiáng)度的求解公式。
　　基于銅質(zhì)材料，考慮曲率、斜率對(duì)曲面研磨效果的影響設(shè)計(jì)了混合磁流