磁流变—超声波综合技术抛光氧化锆陶瓷的研究

《磁流变—超声波综合技术抛光氧化锆陶瓷的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TH122单位代码：10190研究生学号：201501040密级：公开硕士专业学位论文胡锦飞2018年6月磁流变-超声波综合技术抛光氧化锆陶瓷的研究ResearchonPolishingZirconiaCeramicwithMagnetorheologicalFinishing-UltrasonicCompositeTechnology硕士研究生：胡锦飞校内导师：沙树静副教授企业导师：于喜东高级工程师申请学位：工程硕士领域：机械工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：长春工业大学摘要摘要磁流变液（MRF）作为一种新型智能材料，可在瞬时内发生可逆的状态转化

2、：在磁场作用下呈现出类固体态而在无磁场作用下呈现出液态。基于这种特殊的性能，磁流变液有很多方面的应用，磁流变抛光（MRFF）就是其中之一。磁流变抛光是一种柔性精密加工技术，能够显著地提高工件加工后的表面质量，而超声波抛光是一种非接触式的加工方法，易于加工脆硬性材料，同时也能够提高材料去除的效率。为了能够同时提高材料去除率和表面质量，本文将磁流变抛光和超声波抛光结合起来抛光氧化锆陶瓷（10mm34mm），为此得到了以下研究结果：首先对磁流变液的组分、稳定性、配制等进行了研究分析。通过流变仪研究了磁流变液的流变性能，得到了磁流变液的Bingham塑性模型曲线、H-B模型曲线和Casso

3、n模型曲线。分析发现，H-B模型曲线和Casson模型曲线与实测曲线更为接近，能够较好地表征磁流变液的流变性；研究了电流大小、羟基铁粉浓度、温度等对剪切应力和粘度的影响。其次，研究了磁流变-超声波综合抛光机理；分析并建立了两种磨料磨损模型；建立了磁流变-超声波综合抛光过程中材料去除的力学模型（正压力P和剪切力F）s和表面粗糙度Ra模型。结合实验，并利用力学模型来分析实验工艺参数对抛光效果的影响，在一定范围内得出了以下规律：施加超声振动和增大超声振幅均能增大材料去除率R，而对表面粗糙度Ra的影响不明显；增大磁场强度H能增大材料去除率Rrr和表面粗糙度Ra值；增大羟基铁粉浓度能够增大材

4、料去除率R和降低表面粗糙度rRa值；增大磨料浓度能增大材料去除率R和降低表面粗糙度Ra值，但是超过一定r浓度后，增大磨料浓度却降低了材料去除率R和增大表面粗糙度Ra值，此外，材料r去除率R和表面粗糙度Ra值随着磨料尺寸的增大而呈现出增大的趋势；转速的增大r能增大材料去除率R和降低表面粗糙度Ra值，为了获得较好的表面光洁度可以稍微r提高转速；工作间隙的增大能同时降低材料去除率R和表面粗糙度Ra值。r最后，基于对实验工艺参数的研究进行了抛光氧化锆陶瓷的实验，得到了表面粗糙度Ra为0.096μm。关键词：磁流变抛光超声波加工表面粗糙度材料去除率氧化锆陶瓷IAbstractAbstractMa

5、gnetorheologicalfluids(MRF),asanewtypeofintelligentmaterial,canbeconvertedtoareversiblestateintheintheinstant:itpresentsasolidundertheactionofamagneticfieldandpresentsaliquidintheabsenceofamagneticfield.Basedonthisspecialrheologicalproperty,magnetorheologicalfluidshavemanyapplications,andmagneto

6、rheologicalpolishingisoneofthem.Magnetorheologicalpolishing(MRFF)isakindofflexibleprecisionmachiningtechnology,whichcansignificantlyimprovethesurfacequalityafterprocessing.Theultrasonicpolishingisanon-contactprocessingmethod,whichiseasytoprocessbrittlehardmaterials,andcanalsoimprovetheefficiency

7、ofmaterialremoval.Inordertobeabletosimultaneouslyremovematerialandsurfacequality,thispapercombinedmagnetorheologicalfinishingwithultrasonicpolishingtopolishzirconiaceramics(10mm34mm).Thefollowingresultshadbeenobtainedforth