磨料流加工与MB9211型半自动磨料流机床

一、磨料流加工机理磨料流加工和磨削、抛光类似,不同的是这种加工方式使用的是流体磨料,在压力作用下的液体磨料挤擦工件表面实现切削。因此,流体磨料相当于随工件加工面变化的流体砂轮。磨料流加工采用的流体磨料是由有机载体(液体)与磨料混合而成,在压力作用下能够流     

磨料流加工磨焖流动边界条件的确定

提出了磨料流加工磨料流动新的边界条件假设,并用简易实验验证了这种假设,根据能量守恒定律,推导出磨料在圆管边壁处的速度表达式,结论可为定量分析磨料流加工提供理论依据。     

磨料流加工的流动分析

本文根据磨料流加工的原理建立了简化的固体塞分析模型，并按非牛顿流体分析理论对典型的圆孔加工进行了压力和流速的分析，获得了一些有用的结论。利用本文的分析结果，可以对磨料流加工的特性作进一步的分析和研究，具有一定的实际意义。     

磨料流加工技术现状及展望

磨料流加工技术是机械光整加工中新发展起来的一项新工艺、新技术。简要介绍了磨料流加工技术研究的现状和基本机理，并在此基础上对磨料流加工技术的研究进行了展望，首次提出了磨料流加工虚拟技术的概念。     

基于黏结-滑移摩擦模型的304不锈钢切削力仿真研究

通过预测加工304不锈钢时产生的切削力,从而对切削参数和刀具几何参数进行优化,是提高304不锈钢的加工精度、切屑控制及保障刀具寿命的基础。建立304不锈钢切削仿真模型,为提高模型的精确性,选择Johnson-Cook本构方程和黏结-滑移摩擦模型。结果表明：采用黏结-滑移摩擦模型的切削力预测结果更为准确,表明相对于纯剪切摩擦与库仑摩擦模型,黏结-滑移摩擦模型能更准确地描述刀-屑摩擦特性。展开不同参数下的切削力研究,研究发现：切削力随着刀具前角、后角和切削速度的增大而减小,随切削刃钝圆半径和切削厚度、宽度的增大而增大,其中切削宽度、厚度及前角对切削力大小影响较大。研究结果为304不锈钢切削效率的提高和切削机制的研究提供了理论依据。     

基于BCJ本构模型的高速切削过程数值模拟

在高速切削过程数值模拟中,材料本构模型影响着数值计算精度。基于有限元软件Abaqus平台,引入基于位错动力学的BCJ本构模型,实现铝合金高速切削过程更为精确计算。研究了BCJ本构模型嵌入Abaqus的关键技术及其高速切削过程有限元模型建立方法,完成了铝合金6061-T6直角高速切削过程模拟,对比分析了基于BCJ本构模型和JC本构模型的差异。结果表明,数值计算结果与文献数据具有良好的一致性,BCJ模型能够更全面准确地描述高速切削过程中材料的动态性能,进而说明文中基于BCJ本构模型的高速切削数值计算是可靠的。     

变形钢筋与混凝土粘结滑移本构关系之分析

钢筋与混凝土的粘结滑移对钢筋混凝土构件的受力影响及起决定作用的。本文对单调加载,重复加载,低周反复加载试验进行了详细的分析,并对影响参数进行了定性分析。     

微注塑成形中壁面滑移对熔体充模流动影响的研究

分析了微尺度下熔体壁面滑移机理，研究了微注塑成形中壁面滑移对熔体充模流动行为的影响。利用有限元方法进行数值模拟，确定了不同特征尺寸微通道中熔体的滑移系数，分析了入口剪切速率和长径比与滑移速度之间的关系。研究结果表明：壁面滑移使熔体速度曲线趋于平滑；当熔体入口速率一定时，其壁面滑移速度随微通道特征尺寸的减小而减小；入口剪切应力相同时，壁面滑移速度随微通道的长径比的增大而增大。     

循环次数对磨料流加工效果的影响

主要研究循环次数对磨料流加工效果的影响.研究表明相应加工参数相同的条件下,工件的表面粗糙度值随着循环次数的增加而下降,但随着循环次数的进一步增加,粗糙度值下降的趋势减缓.     

基于粉末本构模型和多体力学仿真的模架集成式粉末成形设备的设计

研制出一种新型的低成本、小体积、高精度的专用模架集成式粉末成形设备。以MSC.Marc与MSC.Adams软件相结合提出基于数值模拟的1 MN压机设计方法,即根据粉末压制试验构建末材料流动应力本构模型;通过该模型在MSC.Marc软件数值计算出所设计压机压制过程的模冲载荷;在分析模架集成式粉末成形设备各个模板在压制工过程运动特点的基础上,建立多体运动学数学方程;将所得模冲载荷作为边界条件加载到对模架集成式粉末成形设备在压制过程的模拟仿真;并在MSC.Adams软件中分析各个模板在压制过程中力学状态,从中分析该设备在实际工况下的可靠性。研制出电液比例阀和光栅尺相结合的控制系统,实现对缸同时驱动,解决不同模板之间的动作协调的问题,所研制试验样机实现零件轴向压制精度为±0.02 mm。实际压制过程所得各模冲载荷与模拟结果相一致,从而验证粉末成形设备设计所采用的本构模型是准确的,基于数值模拟进行粉末成形设备设计的方法的正确性。     

结构化表面环境下软磨粒流的流场数值分析

为了研究模具结构化表面环境下软性磨粒流的流场加工特性,应用单颗动力学模型(SPD)通过数值模拟求解了颗粒在不同形态的湍流场中的运动特性.以U形流道为例,利用N-S方程、湍流的Realizable(k-ε)模型以及压力耦合方程的半隐相容(SIMPLEC)算法,求解了软性磨粒两相流场中流体的速度、压力等特性参数;接着利用S...     

软性磨粒流精密加工的仿真及实验

为改进现有磨粒流加工技术存在的缺陷,提出了软性磨粒流加工技术,并将其应用于各种微小型腔及通道的加工中.首先针对加工表面配置了相应的约束模块从而构成密封的加工流道,建立了欧拉双流体数值分析的数学模型,利用Fluent开展了流道中软性磨粒流固-液两相流动特性的分析,然后通过对工件表面进行喷漆的方法,观察了软性磨粒流的实际加工效果,并进行了相应的软性磨粒流加工试验.试验结果表明,加工表面喷漆磨损的分布比较均匀,表面细腻,体现了软性磨粒流加工的先进性与有效性.研究结果表明,实际工件表面喷漆磨损的分布与仿真中颗粒相压力的分布比较接近,这为软性磨粒流的加工提供了一种预测方法.     

Simulation of abrasive flow machining process for 2D and 3D mixture models

Improvement of surface finish and material removal has been quite a challenge in a finishing operation such as abrasive flow machining (AFM). Factors that affect the surface finish and material removal are media viscosity, extrusion pressure, piston velocity, and particle size in abrasive flow machining process. Performing experiments for all the parameters and accurately obtaining an optimized parameter in a short time are difficult to accomplish because the operation requires a precise finish. Computational fluid dynamics (CFD) simulation was employed to accurately determine optimum parameters. In the current work, a 2D model was designed, and the flow analysis, force calculation, and material removal prediction were performed and compared with the available experimental data. Another 3D model for a swaging die finishing using AFM was simulated at different viscosities of the media to study the effects on the controlling parameters. A CFD simulation was performed by using commercially available ANSYS FLUENT. Two phases were considered for the flow analysis, and multiphase mixture model was taken into account. The fluid was considered to be a Newtonian fluid and the flow laminar with no wall slip.     

Particle movement patterns and their prediction in abrasive flow machining

Abrasive particle movement pattern is an important factor in estimating the wear rate of materials, especially, as it is closely related to the burring, buffing and polishing efficiency of the abrasive flow machining (AFM) process. There are generally two kinds of particle movement patterns in the AFM process, i.e. sliding–rubbing and rolling. In mechanism, AFM grain–workpiece interaction is taking place in any one or a combination of the possible modes: elastic/plastic deformation by sliding–rubbing grain movement; elastic/plastic deformation by rolling grain movement; chip formation (micro‐cutting) by rubbing grain movement; ridges formation by rubbing and rolling grain movement; and low‐cycle fatigue wear. Therefore, the machining efficiency of a machine part is predominantly dependent upon the particle movement patterns. In this paper, normal load, particle size and hardness of machine parts were investigated to understand the involved parameters of particle movement patterns and propose a computer statistic prediction of particle movement patterns. It has been found that there are two cases. In case of large‐size particles, the ratio of rolling particles is increased with increasing normal load. For small‐size particles, the ratio of grooving particles is increased with increasing normal load and vice versa. When normal load is light, the particle size cannot usually give an effect on movement patterns. That influence will be predominant under heavy normal load. Most of the particles will tend to groove when the particle size is below a certain value. Hardness of the material and their hardness difference for tribological pairs are other important monitors in predicting particle movement patterns. In this research, increasing hardness of materials results in more rolling particles, which results in much less cutting particles. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

模具结构化表面SAF精密光整技术

针对模具结构化表面难以采用传统抛光工具实现精密光整加工的问题,提出了一种基于软性磨粒流(SAF)的模具结构化表面无工具精密加工新技术.该技术通过约束模块与结构化表面组合构成特定形状的磨粒流流道,利用SAF在流道中的湍流流动使磨粒对结构化表面进行微力微量切削,进而实现光整加工.介绍了SAF加工技术原理、SAF流体力学特征...     

微细磨料喷射加工仿真与实验研究

利用流体动力学仿真软件CFX对微细磨料喷射加工中,影响加工效果的喷射压力、喷射距离等影响因素进行仿真,模拟出不同参数下磨料微粒的速度、工件表面所受压力的分布规律,并与实验结果进行对比,验证仿真结果的正确性.     

磨粒流精密光整加工的微切削机理

利用磨粒流的流变特性,通过对应力张量的分析,研究了磨粒流加工中的微切削力。提出了磨粒流加工是兼挤压与微去除方式为一体的复合加工,微切削动力主要来自于磨粒挤压力、磨粒的犁削力及磨料介质的剪切力。建立了磨粒流动力学模型,通过改变磨粒流流道的加工条件和测试加工过程的接触区压力、去除量及表面粗糙度等参数,用量化的方式揭示了磨粒流加工中抽象微切削力的变化规律。最后,结合COMSOL Multiphysics软件的CFD模块数值仿真了剪切力。结果显示:基于加模芯的方法有效地提高了磨粒流加工的微切削力,滑块4经15次循环后表面粗糙度由加工前的2.918μm下降为1.027μm,而去除量下降了0.09g。实验表明,磨粒流加工中去除量确有变化,但随着加工次数增加去除作用迅速削弱,而表面粗糙度在挤压力的作用下仍有所降低。     

利用摩擦学系统理论对磨粒流加工过程的分析

简介当前磨粒流加工技术的现状,得到了磨粒流和工件表面的摩擦以及导致的材料去除是该加工过程的核心问题.利用摩擦学系统理论,构建了针对磨粒流-工件表面的摩擦学系统框架,得到了系统的主要结构元素、元素的特性和相互之间的关系.归纳了磨粒流加工过程中材料去除的摩擦学机理,并讨论摩擦学机理与该摩擦学系统的关系,对从摩擦学角度认识磨...     

基于大涡数值模拟的磨粒流流场仿真分析

针对磨粒流在非直线管类零件中磨削效果受速度影响及磨削不均匀的问题,应用流体力学软件Fluent,采用Eulerian-Eulerian（欧拉—欧拉）固-液两相流大涡模拟湍流模型与SIMPLE算法,对不同入口速度条件下U型管内磨粒流的流动状态进行了数值模拟研究。对比分析了6种不同速度入口条件下的静态压强、壁面剪切力以及湍流粘度的分布,并分析了入口条件不变情况下的速度分布矢量图和U型管不同位置的速度分布截面图。研究结果表明,增大磨粒流的入口速度有利于提高其对U型管内表面的磨削效果,且在U型管的入口段部分磨削效果较均匀,在弯管部分的0°~30°截面间对内侧壁面的磨削效果要好于外侧壁面,在弯管部分的60°~180°截面间以及在出口段部分,对外侧壁面的磨削效果要好于内侧壁面。     

磨料水射流仿真分析与试验研究

为有效保持油田的稳产增产,磨料水射流技术逐渐被应用于油田生产.磨料水射流切割利用高速混砂液体的射流来完成切割作业,具有安全、多能、环保、便捷、高效的特点.本文对前混式磨料水射流切割的喷嘴结构进行了优化设计计算,采用计算流体力学的方法,利用CFD仿真软件,对不同喷嘴类型﹑喷嘴长度和不同锥角角度的喷头的工作情况进行数值模拟...