【摘 要】
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在航天领域中,具有复杂孔系结构的壳体类零件是运载火箭内部常见的伺服产品,产品质量影响整个系统的稳定性。某型号中使用具有多交叉孔结构的头部壳体零件,在钻削加工交叉孔后会产生毛刺,对伺服系统的安全性会产生影响。实际生产中多采用手工去毛刺的方法对毛刺进行去除,由于毛刺所在孔道直径较小且交叉孔数量较多,使得手工法去毛刺难度大、效率低。磨粒流加工技术在去除多孔道内腔毛刺方面具有独特的优势,因此使用磨粒流加工
【基金项目】
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上海航天控制技术研究所横向项目“伺服交叉孔零件磨粒流毛刺去除机理、仿真及应用研究”
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在航天领域中,具有复杂孔系结构的壳体类零件是运载火箭内部常见的伺服产品,产品质量影响整个系统的稳定性。某型号中使用具有多交叉孔结构的头部壳体零件,在钻削加工交叉孔后会产生毛刺,对伺服系统的安全性会产生影响。实际生产中多采用手工去毛刺的方法对毛刺进行去除,由于毛刺所在孔道直径较小且交叉孔数量较多,使得手工法去毛刺难度大、效率低。磨粒流加工技术在去除多孔道内腔毛刺方面具有独特的优势,因此使用磨粒流加工技术对头部壳体零件进行去毛刺加工以提高工件内部孔道表面质量。本文结合理论分析、模拟仿真及验证试验对头部壳体磨粒流去毛刺技术进行了研究,主要内容包括:（1）钻削交叉孔毛刺形成研究。通过理论研究,分析切削加工及钻削加工过程中毛刺的形成过程;并采用仿真研究钻削交叉孔结构时毛刺的形成过程及结果。（2）磨粒流去毛刺加工路径规划研究。通过工件分析规划出10条不同的头部壳体磨粒流去毛刺加工路径,仿真分析对比各路径的流场特性优缺点,并采用两种优化方法对路径进行优化,两种优化方法分别为:（1）在大直径孔出口增加小直径引流段以增加流场内部压力;（2）改变磨料流向,延长加工路径使毛刺点位置远离磨料出口。仿真结果显示,优化后的路径流场得到明显改善。（3）磨粒流去毛刺过程研究及去毛刺验证试验。结合所研究的各毛刺点的流场特性,使用ABAQUS软件建立磨粒流单颗磨粒去毛刺模型,通过仿真分析磨粒流去毛刺加工中,单颗磨粒对毛刺的去除过程,验证了所制定的加工路径的可行性,并通过试验实现了头部壳体内部交叉孔位置处毛刺的去除。本文对头部壳体磨粒流去毛刺开展的仿真研究及验证试验,为磨粒流去毛刺工艺应用于更多具有复杂孔系结构的精密零件提供了宝贵的理论基础和技术支撑。
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