磨粒流动力光整加工接触区域压力研究

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1、学术论文RESEARCH*磨粒流动力光整加工接触区域压力研究StudyonHydrodynamicPressureofContactZoneonAbrasiveFlowDynamicalFinishingMachining南京航空航天大学机电学院王婷婷安鲁陵庄曙东付睿[摘要]本文介绍了磨粒流动力光整加工的原理，构和自由曲面的航空零件表面质量要求很高，在进行数基于Navier-Stokes方程和流体流动连续性方程，建立了控加工之后，还需要进行表面光整加工。但相对于日渐磨粒流动力光整加工中硬质合金棒与工件楔形接触区成熟的数控加工技术，光整加工技术还相对比较落后，流体动压力的三维模型；应用M

2、atlab对接触区三维流尤其是钛合金、高温合金等难加工材料经切削成的零体动压力进行求解，结果表明：流体动压力随硬质合金件，如航空发动机的叶片等，仍多采用手工抛光的方法。棒转速和磨粒流动力粘度的增大而增大，随硬质合金棒手工抛光不仅存在加工效率低、产品一致性差、生产人与工件之间间隙的增大而减小。压力峰值发生在最小员工作环境恶劣等问题，对个人有很高的技能要求。一间隙区域，当间隙逐渐变大时，峰值区域逐渐前移并且旦操作失误，可能导致整个零件报废，造成重大的经济变宽。在硬质合金棒浸入磨粒流深度方向，除边缘处有损失，因此，很多学者提出了新的表面光整加工的方法。[1]侧泄外，流体动压力相同。马季和芦亚

3、萍、张军强等人提出将超声加工技术与关键词：硬质合金棒楔形接触区流体动压磁力研磨技术相复合并对模具自由曲面进行超精加工。[2]力数学模型芦亚萍从超声磁粒复合研磨机理出发，提出了超声磁[3][ABSTRACT]Theprincipleofabrasiveflowdy-粒复合研磨方法。大连理工大学的王晓明研究了脉[4]namicalfinishingmachiningisintroduced,andthethree冲电化学光整加工的机理。国防科技大学张学成等-dimensionalhydrodynamicpressuremodelofwedge-like人还提出一种磁射流抛光方法。zoneb

4、etweencementedcarbidecylinderandworkpieceis近年来，国内外学者又提出了磨粒流加工。磨粒流establishedbasedonNavier-Stokeandcontinuityequation.加工是指在一定压力作用下，使含有磨料的半固态粘弹Thesolutionofthree-dimensionalhydrodynamicpressure性介质反复流经工件的内外表面、边缘和孔道以达到去showsthatthehydrodynamicpressureisdirectlypropor-毛刺、倒棱、抛光和去除再铸层的方法。它既有对零件tionalto

5、thevelocityofcementedcarbidecylinderandthe隐蔽部位的孔及型腔研磨抛光、倒圆角的作用，又有对dynamicviscosityofabrasiveflowandinverselypropor-外表面各种复杂型面研磨抛光的能力。在20世纪80tionaltotheminimumclearancebetweenthecemented年代东北大学开始了磨粒流光整加工机理的研究。李[5-6]carbidecylinderandworkpiece.Andthepeakpressureis长河等人提出用砂轮约束磨粒喷射精密光整加工表[7]generatedju

6、stintheminimumclearanceregion.Whenthe面的方法。谭元强、李艺应用有限元分析软件对磨粒minimumclearancebecomesbiggergradually,thepeak流加工过程中磨粒流的流动形态进行了数值模拟，研究pressureregionisgraduallywiderandmovingforward.It压力特性对流体速度和颗粒相分布的影响。本文在借canalsobeconcludedthatthepressuredistributionisuni-鉴前人研究基础上提出一种新的磨粒流光整加工的方forminthedirectionof

7、depthofcementedcarbiderobust法：依靠磨粒-防锈乳化液等构成的磨粒流在圆柱工具whichimmerseintheabrasiveflow.和工件表面间产生的流体动力效应进行表面光整加工。Keywords:CementedcarbiderobustWedge-like在此方法中，间隙较小，一般为0.025~0.2mm，这样在间contactzoneHydrodynamicpressureMathematical隙中的磨粒