摘要: 离心式自由磨粒研磨作为一种高效率的金属表面光整加工方法，其工艺及设备在小型异形零件的去毛刺和光整加工生产领域得到广泛应用。长期以来，离心式自由磨粒研磨设备的设计参数及研磨工艺参数完全凭经验确定，无理论依据，对研磨过程的本质特征尚无... 展开 离心式自由磨粒研磨作为一种高效率的金属表面光整加工方法，其工艺及设备在小型异形零件的去毛刺和光整加工生产领域得到广泛应用。长期以来，离心式自由磨粒研磨设备的设计参数及研磨工艺参数完全凭经验确定，无理论依据，对研磨过程的本质特征尚无根本性的认识，针对自由磨粒研磨技术的研究仅限于工艺实验。深入研究磨料运动特征以及它对抛光过程影响对于优化机器的设计参数和加工工艺参数，进一步提高加工效率具有重要意义。通过实验观察，我们发现研磨过程中磨料在滚筒内的运动是极为复杂的，受液固两相湍流流场的作用，磨料运动的流态特征对工件的加工质量和生产效率有明显影响。而研磨机行星传动比将直接改变磨料流流场的分布，是影响整团磨料态特征的重要因素之一本文对固定质点和磨料单颗粒的运动轨迹进行了模拟，分析了二者对加工的影响，从理论上指出滚磨过程中应以磨料颗粒作为研究对象。同时通过进一步分析研磨过程中整团磨料在不同参数下运动的流态特征，指出整团磨料的流态特征是影响加工效果的关键因素。我们利用数值模拟的方法来研究滚磨加工的机理，对整团磨料的运动形态做了初步模拟，描绘出整团磨料流的运动特征，包括磨料的体积分数分布、压力分布、速度矢量分布等，这些特征反映出磨料团在运动过程中的变化规律。 通过对高速摄影实验结果的分析，一方面我们了解了整团磨料在离心场中的运动规律，指明磨料流在运动过程中，其形态及前沿界面曲线的变化是影响加工效果的重要因素手段，得知改变行星传动比可以有效地改变滑移层的运动特征，从而提高生产效率；另一方面实验结果表明，我们的模拟是合理的，这种理论分析方法能够代替大量的实验对做离心运动的整团磨料不同区域的浓度、速度和加速度进行分析，对于优化设计参数、提高生产率十分有效，为研究滚磨加工提供了一条新的途径。初步数值模拟的结果是合理的。工件表面粗糙度和磨损率的测定，定量说明了不同行星传动比对加工效果的影响。实验证明改变滚磨边界也会改变加工过程中的磨料流的形态，从而对加工效果产生影响。 收起