材料表面精密光整加工機理及表面特性研究.pdf

1、磨粒噴射精密光整加工是材料在磨削后進行去除表面缺陷層、降低粗糙度和波紋度為目的光整加工新工藝，將磨削與磨粒噴射精密光整加工一體化。該方法在磨削后停止砂輪切入進給，將磨料混合液注入磨削區(qū)，借助砂輪旋轉(zhuǎn)和楔形區(qū)擠壓流體的壓力速度場使微細磨粒獲得能量，實現(xiàn)對工件進行有邊界約束的微去除加工。研究表明，該加工方法既保持或獲得高的表面形狀精度，又可以高效地獲得具有粗糙度Ra0.15～1.6μm的無缺陷加工表面，實現(xiàn)高效、高精度、低粗糙度，集磨削和光

2、整加工一體。本文對砂輪約束磨粒噴射精密光整加工機理及表面幾何和物理力學(xué)特性進行了較系統(tǒng)的理論和實驗研究，取得了以下研究成果。 (1)闡述了光整加工技術(shù)在材料表面加工中的作用，光整加工技術(shù)的分類、特點和發(fā)展方向。 (2)根據(jù)Navier-Stokes方程和流體流動的連續(xù)性方程，建立了光整加工中砂輪、工件楔形接觸區(qū)流體動壓力的三維數(shù)學(xué)模型并進行可視化研究，研究了楔形區(qū)流體動壓力的分布規(guī)律及其影響因素。對砂輪與工件之間楔形區(qū)域

3、形成的流體動壓力進行了實驗研究，實驗結(jié)果表明，依據(jù)Navier-Stokes方程和流體流動的連續(xù)性方程建立的動壓力理論模型與實驗結(jié)果吻合，理論模型能很好的預(yù)測接觸區(qū)流體壓力場分布。 (3)建立了砂輪、工件楔形區(qū)流體速度場模型，研究了楔形區(qū)流體速度場的分布規(guī)律及其影響因素。 (4)對材料光整加工表面微觀形貌進行分析，研究了材料表面去除機理和均化和改善波紋度機理。利用平面磨床M7120對精磨后Q235A工件和45號鋼材料進行