基于聲發(fā)射的液體磁性磨具小孔光整加工在線監(jiān)測.pdf

1、孔作為一種常見的加工特征，廣泛存在于生物、醫(yī)療器械、汽車、航空航天和流體控制等領(lǐng)域相關(guān)裝備零部件之中，其表面質(zhì)量對整個產(chǎn)品具有十分重要的影響。隨著現(xiàn)代高流速、高精密設(shè)備的發(fā)展，對孔的表面質(zhì)量提出了越來越高的要求。而目前國際上采用的技術(shù)無法解決微小孔、異型孔和細管光整加工的難題。為此，太原理工大學(xué)孫桓五教授科研團隊在液體磁性磨具光整加工長期研究的基礎(chǔ)上，利用液體磁性磨具獨特的磁流變特性，將其應(yīng)用到復(fù)雜型腔、孔類零件、細管等的光整加工領(lǐng)域。

2、
　　本課題來源于山西省教育廳研究生創(chuàng)新項目(S20143052)、精密與特種加工教育部重點試驗室開放課題（項目編號JMTZ201603）、國家自然科學(xué)基金(51075294)、山西省自然科學(xué)基金(2010011034.1)。論文對液體磁性磨具小孔光整加工的材料去除率計算、加工機理、加工設(shè)備、聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)搭建及聲發(fā)射信號處理等進行了系統(tǒng)性研究，主要研究內(nèi)容有以下幾點:
　　1)液體磁性磨具小孔光整加工機理研究及試驗驗證。以

3、磁性粒子的偶極矩理論為依據(jù)，分析了液體磁性磨具磁流變現(xiàn)象產(chǎn)生的機理;采用“雙刃圓半徑”模型作為磨料顆粒的磨削模型，對單個磨粒進行力學(xué)分析，推導(dǎo)出小孔光整加工的材料去除率數(shù)學(xué)表達式，繼而分析了液體磁性磨具小孔光整加工的加工機理;通過試驗分別研究了磁場強度、試件入口壓力、磨粒大小和試件材料等主要因素對小孔光整加工效果的影響，并以推導(dǎo)出的理論公式對試驗結(jié)果進行了分析，也以試驗證明了理論推導(dǎo)的正確性。
　　2)液體磁性磨具小孔光整加工試驗

4、裝置的設(shè)計與優(yōu)化。以液體磁性磨具小孔光整加工的材料去除機理為指導(dǎo)，在已有設(shè)備的基礎(chǔ)上設(shè)計出一套耐磨性優(yōu)良、壓力恒定的試驗裝置。
　　3)依據(jù)聲發(fā)射監(jiān)測原理及特點，分析液體磁性磨具光整加工聲發(fā)射源的類型及聲發(fā)射信號所在頻段，確定了合適的聲發(fā)射傳感器型號及其布置方式，通過對比試驗采集液體磁性磨具小孔光整加工裝置空轉(zhuǎn)和進行光整加工兩種工況下的聲發(fā)射信號，發(fā)現(xiàn)背景噪聲與加工信號相比很小，可以忽略不計。
　　4)基于液體磁性磨具小孔光

5、整加工的特性，確定特征參數(shù)分析法較適合本試驗，并對常用的幾個特征參數(shù)進行計算，發(fā)現(xiàn)聲發(fā)射信號的有效值會隨著材料去除率及試件表面粗糙度的降低而降低。
　　5)分析了磁場強度、試件入口壓力、磨粒大小和試件材料對聲發(fā)射信號有效值及其頻率的影響，確定了液體磁性磨具小孔光整加工聲發(fā)射的頻段在30KHz～500KHz之間，得到了AE信號有效值與表面粗糙度值的關(guān)系。
　　本文研究了液體磁性小孔光整的加工機理，推導(dǎo)了材料去除模型，設(shè)計了小孔