振动式滚磨光整加工过程中的受力测试与分析

目的测试不同加工参数对振动式滚磨光整加工过程中作用力的影响,对实际加工过程中加工参数的选择提供一定的数值指导。方法通过改变偏心块夹角、固定工件埋入深度及固定工件装夹角度,应用动态式压力传感器测试每种加工参数对加工作用力的影响。结果偏心块夹角不同时,磨料的运动形态及运动轨迹差异明显,且偏心块夹角大小对工件的作用力影响显著,偏心块夹角为90°时磨料螺旋运动显著,加工效果好。固定工件埋入深度越深,其所受作用力越大;超过一定范围时,作用力陡增。通过改变固定工件装夹角度,观察磨料流态并测试工件不同装夹角下所受作用力,分析得到在装夹角为20°时磨料会以工件为中心聚集,工件所受作用力最大。结论偏心块夹角不同,磨料的运动流态及对工件的作用力不同,偏心块夹角为90°时光整加工效果最好。埋入深度对工件作用力影响显著,加工过程中应根据工件的加工要求确定合适的埋入深度。固定工件装夹角度不同,磨料流态变化明显,固定工件装夹角为20°时工件所受作用力最大,需根据实际加工要求确定装夹的具体角度。     

薄壁片状试件贴壁式振动光饰实验研究

目的提出一种适用于中小型薄壁片状类零件提高表面质量的贴壁式振动光饰加工技术方案。方法选取球形棕刚玉磨块,HYA磨液作为加工介质,选用45~#钢、钛合金TC4(Ti-6Al-4V)、铝合金(A356)、304不锈钢4种材料,进行试件尺寸为10 mm×20 mm×3 mm的10 mm×20 mm单面贴壁加工实验及自由式加工实验。通过对比自由式与贴壁式加工中五个不同位置加工后试件的表面粗糙度值,以确定贴壁式振动光饰加工的优势及贴壁式相对最佳加工位置。使用动态力传感器测试了对应五个不同位置处磨块对传感器(即磨块对试件)的动态力,找出不同加工位置处试件受力规律。结果初始表面粗糙度Ra值约为2.6μm的两组45~#钢试件的加工实验中,1 h时自由式加工试件Ra值仍为2.4μm,贴壁式加工试件已小于0.5μm。不同位置加工的钛合金、铝合金、不锈钢试件实验结果得出,容器底部位置是相对最佳加工位置,容器内侧中部位置其次,均明显优于其余三个位置,容器内侧上部、外侧中部和上部位置对加工效果的影响规律不明显。动态力测试结果得出,容器底部位置处磨块对传感器的平均力最大,为2.728 N,容器内侧中部、外侧中部、内侧上部、外侧上部位置依次降低,不同位置受力分布总体趋势与试件加工结果基本对应。结论贴壁式加工较自由式加工效率高,容器底部是获取试件相对最佳表面粗糙度的加工位置,试件加工效果与试件受磨块动态力的大小有直接关系。贴壁式振动光饰加工技术可应用于中小型薄壁片状类零件表面质量的提高。     

主轴式滚磨光整加工过程中滚抛磨块作用力测试与分析

在不同加工参数下,通过测试主轴式滚磨光整加工中工件受滚抛磨块作用力情况,寻找工件在加工中的受力规律并研究其加工机理,以此对理论分析和实际加工提供参考依据。改变工件安装位置发现,超过60%的位置处滚抛磨块对工件表面作用力与工件距滚筒中心距离或工件没入滚抛磨块深度成二次函数关系,其余均为幂函数关系,并且在正对磨块流处工件所受平均作用力最大,为其他3个方位处的4.5~8倍。同时,从摩擦因数角度分析,滚抛磨块对正对磨块流处的工件表面主要为碰撞和挤压作用,两侧处主要为刻划作用,并通过三维电控超景深显微镜观察方管加工前后的表面纹理加以论证。滚抛磨块润湿后,内外侧摩擦因数分别为0.034和0.18,远低于干燥时的0.13和0.49,说明润湿后,摩擦因数大幅减小,滚抛磨块滚动数量相对增多,尤其是内侧变化更为明显。