發(fā)布時間：2017-07-26 13:32

  本文關鍵詞：液體磁性磨具孔光整加工工藝參數對加工效果的影響研究

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【摘要】：孔作為重要的機械加工特征,廣泛存在于航空航天、船舶、兵器和醫(yī)療器械等領域相關產品中,其內表面質量對流體傳輸、運動副間的摩擦等具有重要的影響,已經成為影響產品性能、可靠性、穩(wěn)定性及使用壽命的重要因素。然而目前可用來提高孔內表面質量的光整加工技術都存在一定的應用局限,對于微小孔,特別是臺階孔、交叉孔、細長管內壁的光整加工技術難題更是難以解決。為此,課題組提出了基于液體磁性磨具的孔光整加工新技術,該技術具有光整質量高、形狀適應性強、磨削力可控等優(yōu)點,對于小孔等復雜型腔的光整難題有特殊的優(yōu)勢,具有較高應用價值。針對該技術加工工藝參數選取缺乏依據,經常造成過加工、欠加工等問題,提出了本課題的研究。本文主要研究內容如下:1)液體磁性磨具孔光整加工機理研究。應用磁疇理論、相變成核理論、偶極矩理論分析了液體磁性磨具的流變特性機理,確定了偶極矩理論在實際計算和強度解釋方面更具優(yōu)勢的結論;分析了液體磁性磨具孔光整加工的微觀材料去除機理,指出了加工時材料去除形式主要為微切削與疲勞去除;比較了單個磨粒的剪切力模型和“雙刃圓模型”,得到了磨料粒徑對加工效果的影響規(guī)律;建立了基于Preston經典公式的材料去除率模型;綜合上述對加工機理的分析,得到了影響孔光整加工材料去除量的主要參數及具體影響規(guī)律。2)液體磁性磨具孔光整加工實驗研究。依據加工機理,對孔光整加工所需的實驗裝置進行了整體設計,設計了液體磁性磨具流動時的雙循環(huán)閉合回路;對實驗所需的磁場發(fā)生裝置和液體磁性磨具擠壓裝置進行了選型設計;設計并加工了工件夾具;設計了實驗方案,研究了加工時間、磨料粒徑、電流強度以及入口壓力幾個主要工藝參數對加工效果的影響規(guī)律。3)孔光整加工主要工藝參數對粗糙度降低率的影響分析。以粗糙度降低率為加工效果的衡量指標,設計了正交試驗,通過方差分析得到了主要工藝參數對粗糙度降低率影響的主次順序及影響程度;采用灰色關聯(lián)分析法驗證了方差分析結果的合理性,確定了加工時間對粗糙度降低率影響程度最高,其后依次為磨料粒徑、入口壓力、電流強度。4)建立了孔光整加工工藝參數與粗糙度降低率之間關系的預測模型。在灰色預測理論和多元線性回歸模型的基礎上,建立了多變量灰色組合模型,降低了自變量的波動誤差,提高了預測準確性,最后結合實驗數據,進一步驗證了該模型具有較高的預測精度,抗干擾能力較強。本文從理論分析和實驗探索兩種途徑出發(fā),得到了工藝參數對加工效果的影響規(guī)律,研究成果將為液體磁性磨具孔光整加工技術的工藝參數選取提供理論依據和方法借鑒。
【關鍵詞】：液體磁性磨具 孔光整加工 工藝參數 正交試驗 灰色預測
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG580.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 孔內表面光整加工技術綜述11-17
• 1.2 液體磁性磨具光整加工技術概述17-20
• 1.2.1 液體磁性磨具的提出背景17-18
• 1.2.2 液體磁性磨具光整加工技術及其主要特點18-20
• 1.3 研究課題的背景、來源及意義20-21
• 1.4 本文主要研究內容21-23
• 第二章 液體磁性磨具孔光整加工機理研究23-35
• 2.1 引言23
• 2.2 液體磁性磨具的流變性機理23-26
• 2.2.1 液體磁性磨具的組成及微觀結構23-24
• 2.2.2 流變特性分析24-26
• 2.3 液體磁性磨具孔光整加工材料去除機理26-32
• 2.3.1 微觀材料去除機理分析26-27
• 2.3.2 微觀材料去除模型的比較分析27-29
• 2.3.3 宏觀材料去除率模型的建立29-32
• 2.4 影響孔光整加工材料去除量的主要因素分析32-33
• 2.5 本章小結33-35
• 第三章 液體磁性磨具孔光整加工實驗研究35-57
• 3.1 引言35
• 3.2 孔光整加工實驗裝置設計35-45
• 3.2.1 實驗裝置的整體設計35-36
• 3.2.2 磁場發(fā)生裝置選型設計36-39
• 3.2.3 擠壓裝置選型設計39-44
• 3.2.4 工件夾具設計44-45
• 3.3 實驗設計45-48
• 3.3.1 試件45
• 3.3.2 液體磁性磨具的配制45-47
• 3.3.3 實驗方案與工藝步驟47-48
• 3.4 實驗結果48-56
• 3.4.1 加工時間對孔光整加工的影響49-50
• 3.4.2 磨料粒徑對孔光整加工的影響50-52
• 3.4.3 電流強度對孔光整加工的影響52-53
• 3.4.4 入口壓力對孔光整加工的影響53
• 3.4.5 加工表面形貌分析53-56
• 3.5 本章小結56-57
• 第四章 孔光整加工工藝參數對表面粗糙度降低率的影響分析57-73
• 4.1 引言57
• 4.2 正交試驗設計57-60
• 4.2.1 正交試驗設計流程57-58
• 4.2.2 試驗指標及因素水平的確定58-59
• 4.2.3 正交表的選用及實驗方案確定59-60
• 4.3 工藝參數對表面粗糙度影響的方差分析60-67
• 4.3.1 方差分析基本原理60-64
• 4.3.2 粗糙度結果的計算與分析64-67
• 4.4 工藝參數對表面粗糙度降低率影響的灰色關聯(lián)分析67-71
• 4.4.1 灰色關聯(lián)分析的基本原理67
• 4.4.2 灰色關聯(lián)分析建模67-68
• 4.4.3 粗糙度降低率的關聯(lián)度計算與分析68-71
• 4.5 本章小結71-73
• 第五章 孔光整加工粗糙度降低率預測模型73-91
• 5.1 引言73
• 5.2 灰色模型的數學原理73-74
• 5.3 灰色系統(tǒng)模型74-75
• 5.4 基于多變量的灰色組合模型75-78
• 5.5 液體磁性磨具孔光整加工粗糙度降低率模型建立78-87
• 5.5.1 多變量灰色組合模型的建立78-81
• 5.5.2 模型精度檢驗81-86
• 5.5.3 粗糙度降低率模型建立86-87
• 5.6 多變量灰色組合模型與多元線性回歸模型預測精度比較87-89
• 5.7 本章小結89-91
• 第六章 總結與展望91-93
• 6.1 本文主要研究工作91-92
• 6.2 未來研究工作展望92-93
• 參考文獻93-97
• 附錄97-109
• 一、單因素實驗數據97-102
• 二、正交試驗數據102-109
• 致謝109-111
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文111

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