（毕业设计论文）《微小孔磨粒流抛光机设计》.doc

精品摘摘 要要 产品小型化和加工过程微型化是目前世界制造加工行业的发展趋势,机械制造业的可靠加工水平仍在微米级或亚微米级微型磨料射流直径为 10~100μm,该论文针对生产中微小空表面抛光存在的问题,利用粒子冲蚀磨损理论形成的磨液射流对微小空表面进行柔性化抛光加工,设计制造了磨液与压缩空气形成三相介质的磨液射流抛光机设备,该机适用范围广,有较好的经济和社会效益,属于绿色加工关键词:磨削抛光;磨液射流;抛光机AbstractProducts of small and micro-machining process is the world of manufacturing process development of the industry trends, Reliable processing machinery manufacturing industry is still the level of micron or sub-micron level.Micro-abrasive jet diameter of 10 ~ 100μm,The paper for the production of polishing the surface of small space problems,Theory of particle erosion wear of the grinding fluid to form small air jet on the surface of flexible polishing processing,Design and manufacture of the grinding fluid and compressed air to form three-phase liquid medium jet polishing machine grinding equipment,It applies to a wide range of, Better economic and social benefits, are green processing.Keywords: Grinding Polishing; fluid jet mill; polishing machine精品目目 录录第一章 绪 论 11.1 引言11.2 目的意义11.3 磨料流加工技术研究现状21.4 磨料流加工技术研究展望4第二章 原理和方案设计 62.1 磨粒流抛光原理62.1.1 模型建立82.1.2 工艺特点82.1.3 表面粗糙度92.1.4 材料去除量与公差112.2 磨粒的力学特性.132.2.1 磨粒切削的必要条件142.2.2 磨粒在加工中的受力分析142.2.3 加工压力对磨粒切削稳定性的影响162.2.4 磨料流加工材料表面性能的影响17第三章 电动推杆部分 183.1 简述.183.2 主要结构.183.3 工作原理.183.4 行程控制装置.18总 结 21参考文献 22致 谢 23精品第一章第一章 绪绪 论论1.1 引言引言精密零件制造中的最终精加工是一种劳动强度大而不易控制的过程, 它在全部制造成本中所占的比重有时可高达 15%。

磨料流加工技术是一种能够保证精度、效率、经济的自动化光整加工方法,是解决精密零件最终精加工的一种有效方法它是以一定的压力强迫含磨料的粘弹性物质（半流动状态的蠕变体或粘弹性体,称其为柔性磨料或粘弹性磨料 通过被加工表面,）利用其中磨粒的刮削作用去除工件表面微观不平材料而达到对工件表面光整加工的目的磨料流加工技术是国外 20 世纪 70 年代以来开始推广应用的一种先进的光整加工技术宇航用的液压阀体孔道多,孔道相互交叉,台阶孔、交叉孔内的毛刺很难去除,柔性磨体加工技术就是为解决宇航用液压阀体孔道内的毛刺去除问题从美国发展起来的这项技术出现后很快在液压、模具、航空、纺织机械、汽轮机、齿轮等机械行业中获得应用后来, 日本、西欧和前苏联都引进和采用了磨料流加工技术国内曾将磨料流加工技术列为“七五”攻关技术项目之一进行了研究,取得了一定的实验研究成果,在 20 世纪 80 年代初成功地研究开发出了磨料流加工机床、加工所用的柔性磨料及加工技术,成果推广应用于多个企业为了对磨料流加工技术进行进一步的研究,有必要对磨料流加工技术进行回顾和总结1.2 目的意义目的意义为满足高性能飞机发展的需要, 航空零部件日趋复杂化、精细化。

精密零件制造的最终精整加工诸如抛光、倒圆、去毛刺等则是一种劳动强度大且不易控制的生产过程复杂零部件的精加工尤为困难精加工在全部制造成本中所占的比重高达由此,一种全新概念的经济有效的自动化光整加工技术—磨粒流加工技术又称挤压琦磨技术应运而生磨粒流工艺的发明,可以说创立了内外表面边角处理的新概念,使得金属表面处理更具特色其更大优势在于,随着现代制造技术微型化、密集化,越来越精品多的零件结构呈现出封闭的、无规则的同时又要求高质量表面的各种型腔、通道等,磨粒流工艺在这些部位的微量加工和抛光方面可谓独树一帜不但如此, 磨粒流工艺还可以成功地对各种材料进行微量研磨加工,包括较软的有色金属直至坚韧的镍合金、陶瓷、硬质合金等制作的零件,非常适应现代制造材料和制造技术的发展磨粒流工艺的发明，可以说创立了内外表面边角处理的新概念，使得金属表面处理更具特色，其更大优势在于，随着现代制造技术微型化，密集化，越来越多的零件结构呈现出封闭的无规则的同时有要求高质量表面的各种型腔、通道等，磨粒流工艺在这些部位的微量加工和抛光方面可谓独树一帜不但如此，磨粒流工艺还可以成功地对各种材料进行微量磨加工，包括较软的有色金属直至坚韧的镍合金、陶瓷和硬质合金等制作的零件，非常适应现代制造材料和制造技术的发展。

1.3 磨料流加工技术研究现状磨料流加工技术研究现状我国早在年代就引进了磨粒流光整技术, 并用于铝型材模具的抛光引进的铝型材生产线上一般都配有磨粒流设备通称挤压琦磨设备由于使用单位对该工艺缺乏了解,多数设备没有很好地利用,模具抛光没能达到应有效果国内有几家研究单位已将该工艺用于不同类型零件的光整加工,在夹具设计及加工控制方面积累了一些经验已在航空、航天、汽车、纺机、模具等领域取得了可观的经济效益但由于对这项光整新技术的宣传不够,很多人至今还不了解, 在一些领域里处于空白状态另外,由于该技术在国内应用尚不广泛,经验也不足,工艺上又不甚成熟,自动化程度不高,未能达到一定的生产规模,磨粒流加工的优势尚未充分发挥出来,因而加工成本较高,反过来又制约了该工艺的推广应用令人欣慰的是,北京航空工艺研究所经过几年的探索和研究,现已取得了可喜的进展自行开发研制的磨粒流介质,性能达到了国际先进水平,可以替代进口产品近年来,Fletcher等研究了磨料流加工中应用的高分子聚合物的热特性和流变性,认为介质的流变性对磨料流加工的成败具有重要的作用Davies和Fletcher研究了几种配料的流变性与其相应的加工参数之间的关系,结果表明黏度和磨料的比例都会影响温度和介质通过工件时的压力下降,在磨料流加工过程中温度是影响介质黏度的一个重要因素。

Williams和Rajurkar的研究表明,介质的黏度和挤压力主要决定着表面的粗糙度和材料去除率,表面粗糙度精度的改善主要发生在磨料介质的前几个挤压往复行程中,并提出了估算动态有效切削磨粒数目的方法和每个行程中磨粒磨损量的计算方法他们还提出了多孔抛光中金精品属去除分布的实验方法与定量分析方法,发现用磨料流加工一个具有中心孔和四个外围孔的工件时,中心孔的金属去除率比外围孔的金属去除率高30%Williams和Rajurkar[4]研究探讨了磨料流加工过程特性的一些方面和表面的特征化以及过程建模,研究了工艺输入参数(如介质黏度、挤压力和磨料介质挤压往复周期次数) 对工艺性能参数(如金属去除率和表面粗糙度)的影响,利用DDS(DataDependentSystem )随机建模与分析技术研究了磨料流加工表面;磨料流加工表面轮廓模型的格林(Green)函数揭示了其特征形状是双指数的叠加Williams等还研究提出了基于监控策略和磨料流加工的声发射特征的磨料流加工声发射监控和自适应控制系统,但是这些研究工作仅仅考虑了一部分过程参数而忽略了其它一些关键参数由于目前尚缺乏对传统以及特种加工过的工件表面进行磨料流加工的合理工艺数据,Williams等还开展了对车、铣、磨和电火花加工表面的磨料流加工研究,研究内容包括加工表面的材料去除和表面粗糙度的改善。

研究表明,初始的表面状况对材料去除量有很大影响,而且能够满足对表面粗糙度改善的要求,特别是磨料流加工可以大大改善所有电火花加工表面的状况,磨料介质的黏度对表面状况的改善影响显著;用扫描电子显微镜对磨料流加工表面的研究表明,磨料流加工去除了传统以及特种加工对工件表面的影响,使表面更加均匀一致;磨料流加工与磨削加工之间有许多的相似之处磨料流加工至今尚未广泛应用的一个重要原因就是依然缺乏对磨料流加工工艺复杂性的理论认识与理论支持,目前这一工艺只能由工程技术人员主观地人为地进行控制,而不适于大批量生产为此,Petri等利用严格的实验技术,考虑了所有的关键参数,对磨料流加工过程提出了一种可预测的过程建模系统,即神经网络,该系统致力于各种产品和各种材料的磨料流加工过程建模Lam和Smith[6]基于BP神经网络或串联相关神经网络,针对一种特殊产品——汽车发动机进气管道,考虑了很多工艺参数,提出了磨料流加工建模方法,它能够满足严格技术规范的精确控制要求,其根本的目的在于:一是改善美国汽车发动机的性能,减少耗油量;二是通过获取磨料流加工介质与发动机管道的技术规范之间的非线性关系,实现磨料流加工过程的预调控制。

由于磨料在介质中分布的内在随机性和变量的多样性, 磨料流加工工艺的理论和实验研究遇到了很大的阻碍同时由于人们缺乏对磨料介质性能以及材料去除的复杂性和随机性的认识了解, 磨料流加工工艺的建模也是很复杂的Davies和Flecture实验研究发现磨料介质的黏度受温度的影响最大,高黏度的磨料介质甚至因温度的很小升高(2℃～10℃)也会急剧下降这些结果表明, 黏度从低往高上升, 基体介质的温升会发生变化因此,研究磨料流加工过程中的温升具有十分重要的实际和理论意义RajendraKJain和VKJain提出了一种确定磨料流加工过程中每单位体积材料去除所消耗的能量——比能和切向力的模型, 精品它考虑了磨料流加工工艺参数(如磨粒大小——粒度、挤压力、工件材料硬度、挤压的往复周期数和主动磨粒的数目),分析了磨料流加工中工件和磨料介质的热传导, 探讨了工件温度与磨料流加工工艺参数之间的关系,并将理论分析计算结果与实验结果进行了比较V1K1Jain和S1G1Adsul实验研究了磨料流加工工艺参数(如磨料介质的挤压往复行程次数、磨料浓度、磨料粒度、介质流速)对材料去除和表面粗糙度的影响,其影响从大到小的顺序为:磨料浓度、磨料粒度、挤压往复行程次数和介质流速。

并对两种不同材料铜和铝进行了实验研究比较在国内王纯、杨建明和王洁针对传统的磨料流加工技术在磨料介质流速增大的情况下容易出现“剪切变稀”现象从而易失效的不足,研究开发出了磨料流振动抛光机床和相应的加工技术,从而有利于较大幅度提高抛光效率,并提出了磨料流加工流动新的边界条件假设,用简易实验验证了这种假设汤勇等对磨料流加工存在的壁面滑动现象进行了实验研究,结果表明:磨料平均速度存在着临界值,在于平均速度时存在壁面滑动现象，同时壁滑速度随磨料平均速度增加而增大;磨料黏度升高,会使平均速度临界值减小,而壁滑速度增加的程度却增大,存在壁滑是实现磨料流加工的前提条件1.4 磨料流加工技术研究展望磨料流加工技术研究展望尽管磨料流加工技术已有50余年的研究和应用历史,而且国内外的一些研究工作者从20世纪70年代以来就一直在不懈地从事着该项技术的。