钛合金复杂曲面超声辅助磁性磨料光整加工材料去除规律研究
发布时间：2021-08-25 20:36
钛合金材料被广泛的应用于航空、军工、船舶、能源等领域,在这些应用中存在大量复杂曲面需要光整加工,如何实现钛合金复杂曲面的光整加工已成为当前国内外关注的热点问题。超声辅助磁性磨料光整加工技术是解决钛合金复杂曲面高质高效光整加工的新型复合加工技术,但钛合金复杂曲面的材料去除规律还未进行系统的研究,因此对于钛合金复杂曲面超声辅助磁性磨料光整加工的材料去除规律研究很有必要。本文分别建立钛合金复杂曲面超声辅助磁性磨料光整加工的切削力和材料去除模型,通过试验对两个模型分别进行验证,并研究加工参数对材料去除规律的影响,主要研究工作和结论如下:（1）针对加工过程中金刚石磨粒对钛合金复杂曲面的切削力进行分析,考虑磁性磨料间传递的能量损失,引入能量传递效率系数,建立钛合金复杂曲面超声辅助磁性磨料光整加工切削力模型。开展钛合金复杂曲面超声辅助磁性磨料光整加工切削力试验,通过方差分析法求解出能量传递效率为71.29%,模型计算值与试验测量值的最大误差为1 1.19%。（2）针对加工过程中材料去除方式进行分析,考虑每个金刚石磨粒在加工过程中去除材料的概率并引入去除概率系数,建立钛合金复杂曲面超声辅助磁性磨料光整...
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２钛合金表面二维形貌图１１２１??
?第一章绪论???謂＿，響ｒ，??图１．３?Ａ钢样品对比＿２８］??Ｆｉｇ．?１．３?Ｃｏｎｔｒａｓｔ?ｍａｐ?ｏｆ?ｃｏｎｖｅｘ?ｓｔｅｅｌ?ｓａｍｐｌｅｓ??在建立复杂曲面材料去除仿真模型方面，谢柳杰等【２５１人主要通过仿真软件建立了不??同曲面与柔性盘的接触模型，根据实验过程及力学理论分析，得到抛光力与各种加工参??数之间的关系，在以Ｐｒｅｓｔｏｎ方程为基础，建立不同曲率曲面的材料去除深度模型，最??终通过实验验证其正确性。Ｐｒａｂｈａｔ?Ｒａｎｊａｎ等人研宄化学－机械磁流变抛光过程的材料??去除的现象，进行仿真模拟，从微观角度对表面小凸凹以及去除过程中的材料去除规律??进行分析。．ｈｉ等１２７１人通过对复杂曲面的铣削过程进行分析，提出了多轴铣削复杂曲面薄??壁工件的瞬时动态特性，考虑到动力学的变化工具位置和材料去除的工件特性的条件??Ｋ，主要进行了曲面铣削仿真研宄，与试验做对比，可为其他复杂曲面加工提供参考。??Ｒｕｉ?Ａｌｍｅｉｄａ等网人为了预测在该模具的抛光过程中的材料去除，从钢样品的抛光尝试??和从模拟模型获得的结果进行对比，如图１．３所示，左图为样品凸面件与实际要求偏左??２０微米，右图为机器人在同样工况下抛光的凸面钢件，右图样件表面粗糙度明显高于左??阁，且右图与要求偏差仅有４微米，利用ＡＮＳＹＳ中的磨料磨损Ｈｏｌｍ－Ａｒｃｈａｒｄ方程违立??了材料去除仿真模型，消除迭代试验和误差抛光，从而促进了钢模生产效率。??在研宂复杂曲面材料去除试验方面，Ｌｉ等人对于６０６１铝合金管进行磁性磨料光??整加工试验，最大改进的表面粗糙度Ｒａ为９６．６７％，最大材料去除率为１．９１６ｍｇ／ｓ，为??后人提供了
?大连交通大学全日制专业硕士学位论文???所要建立的切削力模型其实就是求解超声力与磁场力的过程，分析单颗金刚石磨粒所受??的超声力与磁场力，将这两个力进行叠加则为单颗金刚石磨粒的切削力。单颗金刚石磨??粒的受力如图２．３所示，由图表明单颗金刚石磨粒对钛合金复杂曲面作用的磁场力为??超声力为Ｆ４。??：：?超??！?ｋ振??动??＾／球头刀具??磁性磨料??２?而丁件??图２．２超声辅助磁性磨料光整加工磁性磨料刷受力分析??Ｆｉｇ．?２．３?Ｆｏｒｃｅ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ａｂｒａｓｉｖｅ?ｂｒｕｓｈ?ｉｎ?ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ－ａｓｓｉｓｔｅｄ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ａｂｒａｓｉｖｅ?ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ??ｙ金刚石磨粒??图２．３金刚石磨粒受力分析??Ｆｉｇ．?２．３?Ｆｏｒｃｅ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｄｉａｍｏｎｄ?ａｂｒａｓｉｖｅ??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声复合磁力研磨加工镍基合金GH4169异形管[J]. 陈燕,曾加恒,胡玉刚,巫昌海. 中国表面工程. 2018(06)
[2]超声磁粒复合研磨对石英玻璃管内表面的光整研究[J]. 刘顺,韩冰,陈燕,许召宽. 表面技术. 2018(06)
[3]曲面抛光的材料去除模型与摆线轨迹控制[J]. 王清辉,谢柳杰,许晨旸,陈锐奇,周雪峰. 华南理工大学学报(自然科学版). 2018(03)
[4]电解-磁力复合研磨TA18钛合金管内表面研究[J]. 谭悦,陈燕,曾加恒,许召宽. 组合机床与自动化加工技术. 2018(02)
[5]难加工合金材料复杂曲面磁性磨料光整加工技术[J]. 马付建,陶德松,宫臣,康仁科,张生芳,沙智华. 河北科技大学学报. 2016(05)
[6]软磁材料基本磁滞回线测量方法与测量装置的研究[J]. 朱永红,虞志书,向礼雄,扶春燕,瞿清昌. 金属功能材料. 2016(05)
[7]TC4钛合金搅拌摩擦焊微观组织特征及影响[J]. 李博,沈以赴,胡伟叶. 河北科技大学学报. 2016(01)
[8]钛合金螺旋铣孔参数对表面粗糙度影响研究[J]. 吉春辉,刘振旺,秦旭达,田利成,张烘州,刘婕. 河北科技大学学报. 2015(03)
[9]磁力研磨法对陶瓷管内表面超精密抛光技术的试验研究[J]. 陈燕,张广彬,韩冰,李昌. 摩擦学学报. 2015(02)
[10]超声波振动辅助磁力研磨加工研究[J]. 陈燕,刘昭前,王显康. 农业机械学报. 2013(10)
博士论文
[1]整体叶盘型面开式砂带精密磨削方法及其实验研究[D]. 肖贵坚.重庆大学 2016
硕士论文
[1]钛合金超声辅助磁性磨料光整加工切削力与材料去除规律研究[D]. 陶德松.大连交通大学 2018
[2]基于CFD的磁性磨料化学复合镀装置设计[D]. 禹舜.大连交通大学 2018
[3]钛合金超声辅助磁性磨料光整加工工艺研究[D]. 刘鑫.大连交通大学 2018
[4]机器人曲面抛光的工具接触状态分析与多方向性轨迹工艺控制[D]. 谢柳杰.华南理工大学 2018
[5]基于材料去除机理的石英玻璃旋转超声端面铣削工艺研究[D]. 田传鑫.中北大学 2017
[6]超声复合磁力研磨工程陶瓷外圆表面质量研究[D]. 焦龙飞.河南理工大学 2016
[7]复杂曲面精密研抛加工技术理论及实验研究[D]. 李静.沈阳理工大学 2016
[8]不锈钢阀套内孔超声辅助光整加工技术研究[D]. 梁津.大连理工大学 2015
[9]基于材料去除机理的曲面零件机械抛光工艺研究[D]. 李琴.华南理工大学 2015
[10]钛合金径向超声振动铣削机理及表面质量研究[D]. 王顺钦.南昌航空大学 2014
本文编号：3362813
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２钛合金表面二维形貌图１１２１??
?第一章绪论???謂＿，響ｒ，??图１．３?Ａ钢样品对比＿２８］??Ｆｉｇ．?１．３?Ｃｏｎｔｒａｓｔ?ｍａｐ?ｏｆ?ｃｏｎｖｅｘ?ｓｔｅｅｌ?ｓａｍｐｌｅｓ??在建立复杂曲面材料去除仿真模型方面，谢柳杰等【２５１人主要通过仿真软件建立了不??同曲面与柔性盘的接触模型，根据实验过程及力学理论分析，得到抛光力与各种加工参??数之间的关系，在以Ｐｒｅｓｔｏｎ方程为基础，建立不同曲率曲面的材料去除深度模型，最??终通过实验验证其正确性。Ｐｒａｂｈａｔ?Ｒａｎｊａｎ等人研宄化学－机械磁流变抛光过程的材料??去除的现象，进行仿真模拟，从微观角度对表面小凸凹以及去除过程中的材料去除规律??进行分析。．ｈｉ等１２７１人通过对复杂曲面的铣削过程进行分析，提出了多轴铣削复杂曲面薄??壁工件的瞬时动态特性，考虑到动力学的变化工具位置和材料去除的工件特性的条件??Ｋ，主要进行了曲面铣削仿真研宄，与试验做对比，可为其他复杂曲面加工提供参考。??Ｒｕｉ?Ａｌｍｅｉｄａ等网人为了预测在该模具的抛光过程中的材料去除，从钢样品的抛光尝试??和从模拟模型获得的结果进行对比，如图１．３所示，左图为样品凸面件与实际要求偏左??２０微米，右图为机器人在同样工况下抛光的凸面钢件，右图样件表面粗糙度明显高于左??阁，且右图与要求偏差仅有４微米，利用ＡＮＳＹＳ中的磨料磨损Ｈｏｌｍ－Ａｒｃｈａｒｄ方程违立??了材料去除仿真模型，消除迭代试验和误差抛光，从而促进了钢模生产效率。??在研宂复杂曲面材料去除试验方面，Ｌｉ等人对于６０６１铝合金管进行磁性磨料光??整加工试验，最大改进的表面粗糙度Ｒａ为９６．６７％，最大材料去除率为１．９１６ｍｇ／ｓ，为??后人提供了
?大连交通大学全日制专业硕士学位论文???所要建立的切削力模型其实就是求解超声力与磁场力的过程，分析单颗金刚石磨粒所受??的超声力与磁场力，将这两个力进行叠加则为单颗金刚石磨粒的切削力。单颗金刚石磨??粒的受力如图２．３所示，由图表明单颗金刚石磨粒对钛合金复杂曲面作用的磁场力为??超声力为Ｆ４。??：：?超??！?ｋ振??动??＾／球头刀具??磁性磨料??２?而丁件??图２．２超声辅助磁性磨料光整加工磁性磨料刷受力分析??Ｆｉｇ．?２．３?Ｆｏｒｃｅ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ａｂｒａｓｉｖｅ?ｂｒｕｓｈ?ｉｎ?ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ－ａｓｓｉｓｔｅｄ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ａｂｒａｓｉｖｅ?ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ??ｙ金刚石磨粒??图２．３金刚石磨粒受力分析??Ｆｉｇ．?２．３?Ｆｏｒｃｅ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｄｉａｍｏｎｄ?ａｂｒａｓｉｖｅ??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声复合磁力研磨加工镍基合金GH4169异形管[J]. 陈燕,曾加恒,胡玉刚,巫昌海. 中国表面工程. 2018(06)
[2]超声磁粒复合研磨对石英玻璃管内表面的光整研究[J]. 刘顺,韩冰,陈燕,许召宽. 表面技术. 2018(06)
[3]曲面抛光的材料去除模型与摆线轨迹控制[J]. 王清辉,谢柳杰,许晨旸,陈锐奇,周雪峰. 华南理工大学学报(自然科学版). 2018(03)
[4]电解-磁力复合研磨TA18钛合金管内表面研究[J]. 谭悦,陈燕,曾加恒,许召宽. 组合机床与自动化加工技术. 2018(02)
[5]难加工合金材料复杂曲面磁性磨料光整加工技术[J]. 马付建,陶德松,宫臣,康仁科,张生芳,沙智华. 河北科技大学学报. 2016(05)
[6]软磁材料基本磁滞回线测量方法与测量装置的研究[J]. 朱永红,虞志书,向礼雄,扶春燕,瞿清昌. 金属功能材料. 2016(05)
[7]TC4钛合金搅拌摩擦焊微观组织特征及影响[J]. 李博,沈以赴,胡伟叶. 河北科技大学学报. 2016(01)
[8]钛合金螺旋铣孔参数对表面粗糙度影响研究[J]. 吉春辉,刘振旺,秦旭达,田利成,张烘州,刘婕. 河北科技大学学报. 2015(03)
[9]磁力研磨法对陶瓷管内表面超精密抛光技术的试验研究[J]. 陈燕,张广彬,韩冰,李昌. 摩擦学学报. 2015(02)
[10]超声波振动辅助磁力研磨加工研究[J]. 陈燕,刘昭前,王显康. 农业机械学报. 2013(10)
博士论文
[1]整体叶盘型面开式砂带精密磨削方法及其实验研究[D]. 肖贵坚.重庆大学 2016
硕士论文
[1]钛合金超声辅助磁性磨料光整加工切削力与材料去除规律研究[D]. 陶德松.大连交通大学 2018
[2]基于CFD的磁性磨料化学复合镀装置设计[D]. 禹舜.大连交通大学 2018
[3]钛合金超声辅助磁性磨料光整加工工艺研究[D]. 刘鑫.大连交通大学 2018
[4]机器人曲面抛光的工具接触状态分析与多方向性轨迹工艺控制[D]. 谢柳杰.华南理工大学 2018
[5]基于材料去除机理的石英玻璃旋转超声端面铣削工艺研究[D]. 田传鑫.中北大学 2017
[6]超声复合磁力研磨工程陶瓷外圆表面质量研究[D]. 焦龙飞.河南理工大学 2016
[7]复杂曲面精密研抛加工技术理论及实验研究[D]. 李静.沈阳理工大学 2016
[8]不锈钢阀套内孔超声辅助光整加工技术研究[D]. 梁津.大连理工大学 2015
[9]基于材料去除机理的曲面零件机械抛光工艺研究[D]. 李琴.华南理工大学 2015
[10]钛合金径向超声振动铣削机理及表面质量研究[D]. 王顺钦.南昌航空大学 2014
本文编号：3362813
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3362813.html
