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本课题是兵科院十五预研项目的一部分,旨在研制一种新型的光饰机,利用工件在相对静止的磨料浆液中进行强烈振动的方式对工件表面进行抛光加工。这种加工方式下,工件运动而磨料不动,零件间不会相互碰撞,且磨料是游离态的,所以磨粒能周到地磨削着工件的不同部位,从而能够加工出均匀的表面。
本文作者在试验用原理性样机上,通过一系列正交试验、单一重复试验和验证试验,对这种加工方式的机理做了初步探讨,通过对试验数据的处理及观察到的试验现象以及对流场及工件在流场的运动的初步分析,试验表明了此种加工方式下去除金属的机理就是磨粒对工件的冲蚀过程。通过试验,建立了加工时间、工件的最大线速度和工件去除量、表面粗糙度的经验公式。数据表明在现有的试验用振动光饰机上,工件相对磨粒的最大线速度为2.1246m/s时,振动光饰加工可以将硬铝抛光至Ra0.1μm左右。当磨粒粒度小于20μm,工件与含磨料的浆液相对速度要超过现有试验能提供的最大速度4.2492m/s(此时电动机的电源频率需要用变频器调至50Hz)以上,才能使磨粒获得足够切削工件的能量进行抛光加工。振动光饰加工用的浆液相对于工件有复杂的湍流运动,可以使平面试件表面各点均匀去除。这种特性可以拓展到复杂形状的工件上。但是湍流的复杂性使得冲蚀过程的研究较为困难。
这种加工方法还需要进行深入研究,探究材料去除的机理,并继续考察在更高的线速度下,使用更细的磨料和不同德磨料浓度时,工件能否达到更优的表面粗糙度值。并用此研发出实用的光饰加工装备,提高加工效率。同时,利用它工件相互不碰撞和磨料能够均匀去除金属的特性,试验复杂形状的工件的加工效果。