滚磨光整加工技术是一种操作简单、加工成本低、生产效率高、功能应用广泛、环境污染小的加工方法,其加工过程的研究融合机械、物理、力学、化学、数学等多门学科。在传统滚磨光整加工技术持续发展的同时,新型滚磨光整加工技术也在不断涌现。瀑布式振动光饰设备是20世纪80年代的美国专利产品,经过多年的不断完善和改进,已经在工艺试验方面有了较全面、深入的研究,目前已在全球工业发达国家较好应用。在太原理工大学光整技术研究所技术支持下,国内已引进使用3台设备。立足引进吸收消化再创新的理念,有必要对其振动系统进行深入细致的理论分析,同时借助离散元方法对加工过程中颗粒系统进行实时仿真是机理研究的一种有效方法。本文在对瀑布式振动光饰设备进行简要分析的基础上,重点对其振动系统中振动装置、弹簧系统、动态颗粒介质等不同特征采用不同方法进行研究,主要研究的内容及结论如下:1.以设备整个振动系统为研究对象进行了受力分析,得出振幅与激振力的计算公式,然后运用Matlab分析了振动频率、振幅、角速度比、阻尼比等各参数之间的相互关系。2.弹簧系统是瀑布式振动设备的重要组成部分,对其进行分析及仿真,得出了设备工作状态下的位移变化规律,并针对弹簧研究提出了建议。分析结果显示:设备的疲劳寿命为5.89×105,最小载荷因子为1.337,在疲劳寿命范围内,弹簧系统满足设备要求;一阶振动频率为16Hz,激振电机的工作频率要远离该频率值。3.运用离散元法对动态颗粒介质进行仿真,分析了颗粒系统、颗粒与工件、颗粒与颗粒间各参数的变化规律,利用网格来选取圆柱表面类、棱边类等特征部位的参数,分析了颗粒对工件局部位置的加工效果,探讨了流场间隙对平面类特征加工效果的影响。最后,对瀑布式振动光饰设备的振幅、振动频率进行了仿真。4.针对工件加工均匀性差的问题,提出并仿真了附加工件回转运动以及瀑布式三维振动方式的加工效果。仿真结果显示:附加工件的回转运动对加工均匀性有改善作用,瀑布式三维振动方式较瀑布式一维振动方式去除能力强,适用于加工要求去除量大的工件及盲孔、流道等难以加工的特征部位。通过分析与仿真研究,对瀑布式振动光饰设备进行了理论分析与仿真研究,进一步明晰了该设备的加工机理,对后续的研发工作提供了有益的理论探索。