塑性材料混合磁流體曲面研磨機理及實驗研究.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，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現(xiàn)自動化?；旌洗帕黧w研磨技術作為新型的高確定性研磨加工技術，可以克服上述傳統(tǒng)研磨加工的缺點。在自由曲面研磨時，混合磁流體研磨技術要想實現(xiàn)高效率加工和自動化控制，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行了深入研究，并基于銅基試件進行了混合磁流體曲面研磨實驗。
　　本文的主要研究內容有：
　　1、曲面研磨頭的設計
　　針對混合磁流體曲面研磨設計了專用磁極，采用彈簧夾頭進行夾持，并對所設計的研磨頭磁極進行了有限元仿真和實際測試，仿真結果和測試結果相符，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比研磨實驗，得出以下結論：1）研磨頭磁極曲率與工件表面曲率相近時，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)學模型建立
　　結合微細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)學模型；根據(jù)混合磁流體研磨的材料去除機理，建立了混合磁流體曲面研磨表面粗糙度數(shù)學模型。
　　3、針對所建立的3個相關混合磁流體曲面研磨數(shù)學模型，設計了一系列

4、混合磁流體曲面研磨驗證實驗，并求出了數(shù)學模型中的相關修正系數(shù)。實驗結果與仿真結果的誤差為15％左右，是比較準確的。通過對參數(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，這說明除磁場強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）對于同一工件表面，粗糙度數(shù)學模型參數(shù)a是一個定值；3）求出參數(shù)λ的值，確定研磨的最小磁場強度的求解公式。
　　基于銅質材料，考慮曲率、斜率對曲面研磨效果的影響設計了混合磁流