喷油嘴微孔磨粒流抛光数值模拟与试验

以喷油嘴喷孔为研究对象,采用kε固液两相Mixture湍流模型对磨粒流抛光过程中流场分布规律进行数值模拟,并通过正交试验探索了抛光压力、磨料浓度、磨粒粒径及加工时间等工艺参数对被抛光微孔表面粗糙度的影响规律。结果表明：喷油嘴微孔磨粒流单向循环抛光加工有利于改善喷孔结构;流道表面粗糙度与各加工参数均成负相关关系,且受抛光压力及磨料浓度影响显著。通过试验获得了最优参数组合,在此条件下喷油嘴微孔表面粗糙度值(Ra)由初始的1.16μm降至0.20μm。     

深孔钻表面磨粒流抛光精化工艺与应用

以深孔钻为研究对象,研究磨粒流抛光对刀具表面的影响因素,并对传统磨粒流抛光工艺进行优化,提出刀具旋转抛光方案,并通过正交试验研究抛光压力、刀具转速、加工时间、磨料浓度等工艺参数对刀具表面粗糙度的影响规律。试验结果表明:磨粒流抛光可以有效改善刀具表面质量,并显著改善深孔钻的排屑能力,进而有效提高刀具的切削性能。     

增材制造弯孔道的磨粒流抛光仿真与试验

以增材制造弯孔道工件为研究对象,采用固液两相磨粒流抛光技术对弯孔道内壁面进行抛光。基于Realizable k-ε模型的Mixture固液两相流模型对于不同的进口压力之下磨粒流精密抛光弯孔道内部的过程进行了数值模拟,并且通过正交试验探索了进口压力、磨料浓度及磨粒粒度等工艺参数对表面抛光质量的影响。试验结果表明,进口压力的增大有利于磨粒流对于增材制造弯孔道的内壁面进行更好的抛光;各个工艺参数对于磨粒流抛光增材制造弯孔道内表面粗糙度的影响从强到弱的顺序依次为进口压力、磨料浓度和磨粒粒度;最后通过试验得出了抛光的最佳工艺参数进口压力为6 MPa,磨料浓度为0.20,磨粒粒度为400目,表面加工质量得到了显著提高。     

基于Fluent的毛细管磨粒流加工三维数值模拟

通过对磨粒流加工原理的分析,探讨毛细管磨粒流加工特性。本文基于流体力学软件Fluent平台,以内燃机毛细管为研究对象,采用固液两相Mixture湍流模型进行动态数值模拟,模拟结果为倒锥孔加工参数的选择及其优化提供理论指导。     

三相磨粒流抛光及其气泡溃灭分布特性

针对软性磨粒流在加工硬脆性材料时效率低下的问题,本文提出一种气-液-固三相磨粒流加工方法。该方法通过在加工流场内注入微尺度气泡群,利用气泡溃灭释放的能量提升磨粒流加工能力。基于计算流体力学和群体平衡模型耦合计算方法,建立气-液-固三相磨粒流流体力学模型,数值模拟结果揭示了工件表面三相磨粒流形成高速湍流涡旋流场加工特性,得到了工件表面气泡溃灭的分布规律,并探明流体黏度与气泡溃灭之间的关系。图像粒子测速实验表明,通入微尺度气泡群后,平均速度从12.50~13.50m/s提升至15.00~17.00m/s,最高平均速度可达20.00m/s以上。对比加工实验显示,经8h加工后,粗糙度从0.50μm降低到0.05μm。理论和实验研究结果说明借助微尺度气泡群的溃灭效应可有效提升软性磨粒流的加工效率和加工精度。     

多角度弯曲管磨粒流加工数值模拟研究

采用磨粒流加工工艺对多角度弯曲管内表面抛光过程进行数值模拟研究.利用FLUENT软件研究了不同弯曲角度下入口流速、磨料浓度对磨粒流抛光工艺过程的影响,得到了入口流速、磨料浓度对弯管局部压差、进出口压差、湍流强度等参数的影响规律.对压力和速度的整体作用效果进行了分析,得出了磨粒流抛光细长管类零件内表面的适宜工况.在此基础...     

共轨管微小孔磨粒流加工装备的设计与数值模拟

通过对磨粒流加工技术的研究,提出了解决共轨管零件微小孔结构的精密加工方法.设计了一种磨粒流加工装备,可实现对共轨管零件微小孔的精加工,并对该装备的关键部件进行了有限元分析.利用流体力学软件Fluent对磨粒流微小孔加工的加工状态进行了数值模拟,通过比较分析,得到了理想的磨粒流加工方案.     

不锈钢孔磨粒流抛光工艺参数的选择

针对磨粒流抛光加工不同孔径的工艺参数确定不合理,从而导致加工质量无法达到要求的实际生产问题,采用流体数值模拟方法对磨粒流抛光过程中流体磨料在抛光孔的流动状态进行数值模拟分析,得到了进口压力与孔径和孔深的变化关系。实际加工试验验证了数值模拟结论的正确性,并结合数值模拟给出了可用于指导实际生产的不同孔径及其孔深的磨粒流加工工艺参数的选取规则。     

共轨管磨粒流加工大涡数值模拟

以磨粒流加工共轨管为研究对象,以大涡模拟的方法对磨粒流加工共轨管进行数值分析。通过对磨粒流加工共轨管过程中磨粒流的流动形态进行数值模拟,可获得在不同温度和进出口压力条件下共轨管各个支路的静态压强、动态压强和速度分布。以此来分析温度以及进出口压力对磨粒流加工效果的影响,为磨粒流加工工艺的研究提供更加准确的依据。     

约束磨料流体抛光特性的仿真及实验研究

为了研究约束磨料流体抛光的流场特性,基于Navier-Stokes方程和流体流动的连续性方程,建立限控轮与工件加工区流体动压力的三维数学模型,利用Matlab软件对流体动压力进行仿真计算。结果表明:约束磨料流体抛光时流体动压力与最小间隙成反比,与限控轮的速度成正比,最大压力峰值发生在限控轮与工件最小间隙区域,同时在该区域压力梯度变化明显。对K9玻璃进行约束磨料流体抛光实验研究,实验结果表明:减小限控轮与工件的最小间隙,提高限控轮的速度,均能够有效地提高玻璃的表面质量。结合仿真和实验结果,表明在一定的条件下,随着楔形加工区动压力的增加,磨粒在接触区所获得的能量越高,玻璃的表面质量相应得到提升。     

超声激励磨料流运动特性模拟及试验分析

为研究超声激励磨料流加工过程中磨粒运动特性及对材料去除的影响,基于计算流体力学(CFD),利用FLUENT软件模拟磨粒在超声振动作用下的速度响应和运动趋势,并进行超声谐振磨粒冲击实验,对试样微观形貌进行分析验证,结果一致性良好.结论如下:超声激励下,工具头振动区域磨粒磨削作用最强,中心区域的磨粒可近似为垂直冲击,微坑尺...     

液动压悬浮抛光流场的数值模拟及抛光工具盘结构优化

为对液动压悬浮抛光工具盘结构参数进行优化,首先通过正交试验和CFD数值模拟,利用方差分析法分析抛光工具盘各结构参数对加工区域流体动压力的大小和均匀性的显著性影响;然后使用多元非线性回归方法和遗传算法对正交试验样本数据进行优化,得出最优结构参数。数值模拟试验表明,优化后抛光工具盘产生的动压力均值和均匀性都比优化前抛光工具盘提高了30%。     

介电泳效应磨粒流抛光中的电极形态

针对薄壁陶瓷工件内表面抛光,提出一种基于介电泳效应的磨粒流抛光方法。将非均匀电场布置于陶瓷工件外表面,极化磨粒,实现陶瓷工件内表面高效抛光。仿真分析发现:电极间隙比为2时,SiC磨粒具有最好的介电泳效应,参与抛光的磨粒最多。陶瓷工件初始内表面粗糙度值Ra为(208±5)nm时,抛光10 h后,无介电泳效应的磨粒流抛光工件内表面粗糙度值Ra为51 nm,有介电泳效应的磨粒流抛光工件内表面粗糙度值Ra为23 nm。     

共轨管微小孔磨粒流抛光实验研究与表面粗糙度预测

针对共轨管微小孔电火花加工表面的光整加工问题,采用磨粒流抛光工艺,并通过正交实验探索了加工参数及其交互作用对孔道表面粗糙度的影响规律;基于二阶响应曲面模型和幂函数模型分别建立了表面粗糙度预测多元非线性回归模型。研究结果表明:加工参数对抛光效果的影响显著,而交互作用对其影响较小;抛光压强、磨料浓度及加工时间对孔道表面粗糙度的影响均为负效应,磨粒粒径大于148μm时对表面粗糙度的影响为正效应,粒径小于该临界值时表现为对抛光效率的正效应影响;在最优参数组合条件下,孔道表面粗糙度值(Ra)由初始的1.31μm降至0.20μm;二阶多项式回归模型相对于幂函数回归模型有更高的预测精度,相关系数高达0.990,预测误差在9.54%以内。     

超声振动辅助磨料流抛光技术研究综述

抛光加工是实现高性能零件最终表面质量要求的重要的方法.超声振动辅助磨料流抛光是磨料流抛光与超声振动相结合的复合抛光技术,在光学玻璃、蓝宝石、单晶硅、陶瓷等硬脆性材料抛光和金属材料零件复杂表面的抛光加工中具有独特的优势,可以有效地提高表面质量和抛光效率.对近年来的技术发展进行了总结,对抛光加工基本原理研究、材料去除微观机...     

模具内腔磨料悬浮液流动特性的数值模拟

为考察超声抛光悬浮液中的多相流复杂流动情况，首先建立了动力学模型，然后利用数值模拟对其内部进行流体分析，揭示其复杂的内部流动过程，为新型抛光设备的设计研发提供理论指导。