流體拋光技術(shù)研究【文獻(xiàn)綜述】

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1、畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化流體拋光技術(shù)研究精密零件制造中的最終精加工是一種勞動(dòng)強(qiáng)度大而不易控制的過程，它在全部制造成本中所占的比重有時(shí)可高達(dá)15%。磨料流加工技術(shù)是一種能夠保證精度、效率、經(jīng)濟(jì)的自動(dòng)化光整加工方法，是解決精密零件最終精加工的一種有效方法[1]。它是以一定的壓力強(qiáng)迫含磨料的粘彈性物質(zhì)(半流動(dòng)狀態(tài)的蠕變體或粘彈性體，稱其為柔性磨料或粘彈性磨料)通過被加工表面，利用其中磨粒的刮削作用去除工件表面微觀不平材料而達(dá)到對工件表面光整加工的目的。磨料流加工是20世紀(jì)60年代由美國兩

2、公司獨(dú)立發(fā)展起來的，最初應(yīng)用于航空、航天領(lǐng)域的復(fù)雜幾何形狀合金工件的去毛刺加工。隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，在宇航、導(dǎo)彈、電子、計(jì)算機(jī)等精密機(jī)械零件的工藝性能要求不斷提高的情況下，以前用手工、機(jī)械、化學(xué)等方法對零件表面進(jìn)行拋光、倒角、去毛刺均有其局限性，特別是對零件內(nèi)小孔徑、相互交叉的孔徑及邊棱進(jìn)行拋光、倒角、去毛刺更是無能為力；而磨料流加工技術(shù)由于具有對零件隱蔽部位的孔、型腔研磨、拋光、倒圓角的作用，又有對外表面各種復(fù)雜型面研磨、拋光的能力，因而具有其它方法無法比擬的優(yōu)越性。目前，這項(xiàng)技術(shù)已應(yīng)用在

3、宇航和兵器工業(yè)，同時(shí)也擴(kuò)展到了紡織、醫(yī)療、縫紉、精密齒輪、軸承、模具制造等其它機(jī)械行業(yè)。近年來，F(xiàn)letcher等研究了磨料流加工中應(yīng)用的高分子聚合物的熱特性和流變性，認(rèn)為介質(zhì)的流變性對磨料流加工的成敗具有重要的作用。Davies和Fletcher研究了幾種配料的流變性與其相應(yīng)的加工參數(shù)之間的關(guān)系，結(jié)果表明黏度和磨料的比例都會影響溫度和介質(zhì)通過工件時(shí)的壓力下降，在磨料流加工過程中溫度是影響介質(zhì)黏度的一個(gè)重要因素。Williams和Rajurkar的研究表明，介質(zhì)的黏度和擠壓力主要決定著表面的粗糙

4、度和材料去除率，表面粗糙度精度的改善主要發(fā)生在磨料介質(zhì)的前幾個(gè)擠壓往復(fù)行程中，并提出了估算動(dòng)態(tài)有效切削磨粒數(shù)目的方法和每個(gè)行程中磨粒磨損量的計(jì)算方法。他們還提出了多孔拋光中金屬去除分布的實(shí)驗(yàn)方法與定量分析方法，發(fā)現(xiàn)用磨料流加工一個(gè)具有中心孔和四個(gè)外圍孔的工件時(shí)，中心孔的金屬去除率比外圍孔的金屬去除率高30%。由于目前尚缺乏對傳統(tǒng)以及特種加工過的工件表面進(jìn)行磨料流加工的合理工藝數(shù)據(jù)，williams等還開展了對車、銑、磨和電火花加工表面的磨料流加工研究，研究內(nèi)容包括加工表面的材料去除和表面粗糙度的

5、改善。研究表明，初始的表面狀況對材料去除量有很大影響，而且能夠滿足對表面粗糙度改善的要求，特別是磨料流加工可以5大大改善所有電火花加工表面的狀況，磨料介質(zhì)的黏度對表面狀況的改善影響顯著；用掃描電子顯微鏡對磨料流加工表面的研究表明，磨料流加工去除了傳統(tǒng)以及特種加工對工件表面的影響，使表面更加均勻一致；磨料流加工與磨削加工之間有許多的相似之處。磨料流加工至今尚未廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要原因就是依然缺乏對磨料流加工工藝復(fù)雜性的理論認(rèn)識與理論支持，目前這一工藝只能由工程技術(shù)人員主觀地人為地進(jìn)行控制，而不適于大

6、批量生產(chǎn)[2]。為此，Petri等利用嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，考慮了所有的關(guān)鍵參數(shù)，對磨料流加工過程提出了一種可預(yù)測的過程建模系統(tǒng)，即神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，該系統(tǒng)致力于各種產(chǎn)品和各種材料的磨料流加工過程建模。由于磨料在介質(zhì)中分布的內(nèi)在隨機(jī)性和變量的多樣性，磨料流加工工藝的理論和實(shí)驗(yàn)研究遇到了很大的阻礙。同時(shí)由于人們?nèi)狈δチ辖橘|(zhì)性能以及材料去除的復(fù)雜性和隨機(jī)性的認(rèn)識了解，磨料流加工工藝的建模也是很復(fù)雜的。在國內(nèi)王純、楊建明和王沽針對傳統(tǒng)的磨料流加工技術(shù)在磨料介質(zhì)流速增大的情況下容易出現(xiàn)“剪切變稀”現(xiàn)象從而易失效的不

7、足，研究開發(fā)出了磨料流振動(dòng)拋光機(jī)床和相應(yīng)的加工技術(shù)，從而有利于較大幅度提高拋光效率，并提出了磨料流加工流動(dòng)新的邊界條件假設(shè)，用簡易實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這種假設(shè)。湯勇等對磨料流加工存在的壁面滑動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明：磨料平均速度存在著臨界值，在高于平均速度時(shí)存在壁面滑動(dòng)現(xiàn)象，同時(shí)壁滑速度隨磨料平均速度增加而增大；磨料黏度升高，會使平均速度臨界值減小，而壁滑速度增加的程度卻增大，存在壁滑是實(shí)現(xiàn)磨料流加工的前提條件。綜上所述，有關(guān)磨料流加工的研究工作可以歸納為兩個(gè)方面：一是磨料流加工工藝及加工機(jī)理的實(shí)驗(yàn)

8、研究；二是磨料流加工工藝的建模技術(shù)與加工過程的監(jiān)控研究。盡管磨料流加工技術(shù)已有5O余年的研究和應(yīng)用歷史，而且國內(nèi)外的一些研究工作者從2O世紀(jì)7O年代以來就一直在不懈地從事著該項(xiàng)技術(shù)的研究工作，但該項(xiàng)技術(shù)的研究和應(yīng)用基本上還是停留于實(shí)驗(yàn)研究方面，或者說仍處于研究和應(yīng)用的初級階段，由于其加工過程只能由工程技術(shù)人員主觀地進(jìn)行控制，所以目前主要還是適于單件加工生產(chǎn)，很難推廣應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)。這主要是因?yàn)槟壳斑€缺乏對磨料流加工過程的綜合復(fù)雜特性的理論支持。而磨料流加工所用夾具的設(shè)計(jì)是決定磨料流加工效果甚至