泵体微小孔磨粒流挤磨工艺技术研究

磨粒流加工论文 数值模拟论文 流体磨料论文
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随着微孔零件在制造业中的广泛应用,对于其加工精度及表面性能要求越来越高,传统的加工工艺难以对其进行有效的光整加工,而磨粒流加工技术的出现很好的解决了这种问题。磨粒流加工工艺是一种高效、适应性强的新工艺,又称挤压珩磨技术。在磨粒流加工工艺中,粘弹性聚合物载体介质与合适的磨料颗粒混合,在外界压力作用下,通过工件具有复杂的齿形或者腔,对其内表面反复冲击碰撞,实现对其内表面的抛光。磨粒流加工技术对于凹陷面与弯曲孔道等通常刀具、磨具达不到的复杂形状极为有效,此抛光技术可以使异形孔的工件抛光研磨更加便利和均匀,特别是在气体、液体类的导通管内进行镜面抛光,使研磨痕和流体通过方向一致,有效的提高磨具或工件的性能、质量以及使用寿命,光洁度达到镜面等级,镜面加工可控制在04.0~1.0amR?之间。单体泵泵体油道孔的表面粗糙度好坏直接影响单体泵的油量输出,油道孔的精密加工一直是单体泵加工的难点。使用磨粒流加工技术对泵体高精密孔进行加工可以获得很好的表面及圆角质量、理想的表面粗糙度以及很高的加工效率。鉴于此本文以电控单体泵油道孔为研究对象,进行磨粒流加工技术的研究。本文的主要研究内容主要有:(1)总结了磨粒流抛光的特点,对磨粒流抛光机理进行了研究,分析了单颗磨粒的受力情况,推导出了材料在加工过程中的切削变形模型,建立了磨料的流动模型,并且对流体的流动特性进行了分析。(2)建立了电控单体泵工件的简化模型,应用ICEM网格划分软件对其进行了网格划分,利用流体力学软件FLUENT得到了不同粘度,不同体积分数,不同压力,不同入射角度下油道孔内的静态压强,动态压强,壁面剪切力,湍流动能的分布云图,通过对不同条件下得到的这些分布云图的对比,得到了不同加工参数对电控单体泵高压油道孔抛光效果的影响规律,为之后的实验设计提供一定的指导。(3)研究了正交实验法的原理,基于此原理设计了磨粒流加工的实验方案并且进行了实验研究,验证了模拟仿真的正确性。
摘要第4-6页
abstract第6-7页
1 绪论第11-20页
    1.1 论文研究的背景及意义第11-12页
    1.2 常用的光整工艺第12-14页
    1.3 国内外磨料流挤磨工艺技术的发展现状第14-19页
        1.3.1 国外研究现状第14-16页
        1.3.2 国内研究现状第16-19页
    1.4 论文主要研究内容第19-20页
2 磨粒流抛光机理第20-34页
    2.1 磨粒流加工工艺第20-22页
        2.1.1 磨粒流加工原理第20页
        2.1.2 磨粒流加工的影响因素第20-21页
        2.1.3 磨粒流抛光法的特点第21-22页
    2.2 磨粒流切削机理第22-28页
        2.2.1 磨粒受力分析第22-26页
        2.2.2 材料的变形第26-28页
    2.3 磨料的流动模型第28-33页
    2.4 本章小结第33-34页
3 磨粒流抛光仿真模型建立第34-48页
    3.1 CFD基础第34-35页
        3.1.1 CFD概述第34页
        3.1.2 非结构网格概述第34-35页
    3.2 磨粒流加工流场控制模型第35-37页
        3.2.1 连续性方程第35-36页
        3.2.2 运动方程第36页
        3.2.3 能量守恒方程第36-37页
    3.3 油道孔仿真模型第37-47页
        3.3.1 油道孔模型建立第37页
        2.3.2 网格划分过程第37-39页
        3.3.3 求解方法第39页
        3.3.4 求解器第39-40页
        3.3.5 模型理论第40-42页
        3.3.6 近壁面的模型分析第42-46页
        3.3.7 边界条件的选择第46-47页
    3.4 总结第47-48页
4 工艺参数的仿真分析第48-72页
    4.1 磨料的参数分析第48-51页
    4.2 加工压力的选择第51-52页
    4.3 磨粒流加工模拟参数设置第52-53页
    4.4 磨料粘度对加工质量的影响第53-57页
    4.5 磨料体积分数对加工质量的影响第57-61页
    4.6 磨料挤磨压力对加工质量的影响第61-66页
    4.7 入射角度对加工质量的影响第66-70页
    4.8 本章小结第70-72页
5 磨粒流抛光实验研究第72-84页
    5.1 试验准备第72-77页
        5.1.1 试件选取第72页
        5.1.2 机床设备和检测设备选择第72-77页
    5.2 磨粒流抛光加工实验设计方案第77-80页
        5.2.1 正交试验法式加工参数的确定第77-79页
        5.2.2 实验步骤第79-80页
    5.3 实验结果第80-82页
    5.4 实验分析第82-83页
    5.5 本章小结第83-84页
6 总结与展望第84-86页
    6.1 总结第84-85页
    6.2 展望第85-86页
参考文献第86-92页
攻读硕士学位期间发表的论文及参与的项目第92-93页
致谢第93-94页
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