本课题源于国家自然科学基金项目(50675149),旨在研究液固两相强制环流光整加工新工艺。该工艺是利用具有一定压力的液体作为载体,经过环流发生器形成强制环流,磨粒在液体的带动下进行光整加工。由于液固两相强制环流光整加工需要高压液体作为动力源,而要产生高压液体需要专门的加压设备,并且要将高压液体引入到环流发生器中也需要专门的管路,实现起来非常不方便。本文正是基于以上光整加工工艺的改进,提出利用高压气体取代两相流中的液体,同时采用管道自动进给装置拖动强制环流发生器在管道中自由行进,从而达到连续加工的目的。本文针对目前无法对油气管道、给排水管道、通风管道等内壁的质量进行改善的问题,提出一种具有一定自适应性的管道内表面光整加工装置,该装置主要由两部分组成,即进给部分和加工部分。利用螺旋驱动式自动进给装置实现进给,通过气固两相强制环流光整头进行光整加工。其中,进给部分具有一定的自适应性,能够在管道或非等径孔中平稳行走,进给部件的移动速度和方向可以通过控制电机的转动进行控制；光整加工部分可在进给部分的带动下在管内平稳移动,移动的同时,不断通入的高压气体带动磨粒在环形工作区域中加工管道内壁。本文首先对气固两相强制环流中固体颗粒的运动及受力情况进行计算分析。确定了自动进给部件的移动方式,并对螺旋驱动式自动进给部件在管道中的拖动力进行了计算分析,得到当管道尺寸一定时,自动进给部件弹簧预压力与拖动力之间的关系。利用SolidWorks和ADAMS进行联合仿真,通过改变参数的设置得到不同预压力和不同负载情况下各运动特性之间的相互关系。仿真得到,当单个驱动和支撑弹簧的预压力分别为250N和90N时,此时牵引力最大可达140N,并且所需的电机扭矩不超过2N-m。接着利用FLUENT对环形工作区域中的气流运动情况进行仿真。通过对不同出流孔直径、倾角、出流速度以及出流孔个数下的气流运动情况分析,得到流场速度分布、湍流结构、压强分布的情况以及不同参数对气流运动的影响情况。并对单个磨粒的运动轨迹进行分析,由于受到复杂力的综合作用,磨粒在环形工作区域中的运动轨迹充满着随机性。这正好满足了光整加工中磨粒与工件间相对运动尽量复杂的要求。最后,通过对直径为Φ151mm的孔进行加工实验,得到不同磨粒材质以及磨粒填充量对加工效果的影响情况。通过对实验室现有的两种材质的磨粒加工效果进行对比,得出氧化铝加工效果明显好于碳化硅。对比不同氧化铝磨粒的填充量,得出当填充量在1.53%-2.30%时能够达到较佳加工效