磨粒流體動力研磨系統(tǒng)加工的基本原理和技術(shù)

? ?磨粒流體動力研磨加工由兩家美國公司在二十世紀六十年代獨立開發(fā)而成。起初，主要是運用在航天領(lǐng)域加工有著復(fù)雜幾何圖形合金含量較高的部件。這種方法可以替代以前各種費時的人工修邊和拋光操作，這些操作通常會導(dǎo)致無法再生產(chǎn)的工作效果。現(xiàn)在，這種磨粒流體動力研磨加工作為一種加工方法運用在許多領(lǐng)域中去加工有著復(fù)雜幾何圖形的金屬部件。這種方法適用于在內(nèi)外部有著高質(zhì)量表面的產(chǎn)品，適用于專門修邊也適用于能再生產(chǎn)的專門去毛刺程序。

? ?加工工具是用一種半固態(tài)的聚合體做成的，這就是所謂的機座，在這個機座里面磨粒粘在了一起。使用添加劑，這種介質(zhì)就會顯示出一種特定的屬性，這種屬性在各個作業(yè)中都有采用。這個過程中所用的研磨劑有氧化鋁，金剛砂，炭化硼和金剛石。在加工物表面和邊緣的往復(fù)運動被迫在這個介質(zhì)上進行并且這個運動會導(dǎo)致物質(zhì)移位。這種方法并沒有在DIN8580 和DIN8595中注冊。在磨粒流體動力研磨加工中，由于機械裝置導(dǎo)致物質(zhì)移位元的事實還沒完全調(diào)查清楚，所有這種方法只能歸類為利用幾何學(xué)上不定的刀削刃的移動制造程序。

? ? ? ? ?在加工前，工作介質(zhì)放置在磨粒流體動力研磨機器下面的氣缸中（圖解?1a）。工件放在一個特殊裝置中，液壓后擠在兩個活塞的空隙中。在加工過程中，下面的活塞首先以一個固定的壓力從下面的靜點往上面的靜點移動（圖解1b）。這樣就沒有壓力施在上面的活塞上。介質(zhì)就在即將加工的物體表面和邊緣流動。然后，工作壓力就施在上面的活塞上，介質(zhì)就在工件的表面從上面的氣缸流向下面的氣缸（圖解1c）。介質(zhì)從下面的氣缸到下面的氣缸然后再返回，整個往返運動過程就是一個循環(huán)。

圖解1：磨粒流體動力研磨加工過程

? ? 對于磨粒流體動力研磨加工，表面結(jié)構(gòu)的發(fā)生裝置和流動條件到現(xiàn)在還沒有完全定義好。在IWF執(zhí)行的項目范圍內(nèi)，工件，設(shè)置參數(shù)，磨削介質(zhì)成分的初始狀態(tài)與流體的磨損狀態(tài)和可得到的加工結(jié)果之間的基本聯(lián)系還在初步調(diào)查當中。為了分析在這方法中發(fā)生的流動程序，必須研究運用流體的流變性。在這些研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，設(shè)計出一種流動模型，這種模型到以后可以和CFD(計算流體動力學(xué))一起用來模仿流動程序。模仿的目的是為了優(yōu)化工具，設(shè)置參數(shù)和介質(zhì)成分。模型測試將用來檢驗流動模仿的結(jié)果。在擬定的技術(shù)研究當中，應(yīng)當考慮過程參數(shù)，工件的初始狀態(tài)，工具的規(guī)格和可得到的表面質(zhì)量中介質(zhì)的磨損狀態(tài)，幾何精確度，修邊效果，下表面屬性的影響。利用這些基本研究和技術(shù)研究結(jié)果，即將開發(fā)出一種技術(shù)指導(dǎo)模型。這種模型將適用于磨粒流體動力研磨加工的程序布置，不再需要昂貴又費時的預(yù)先試驗了。

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圖解2：用磨粒流體動力研磨加工修過邊的黃銅管口（左）和一個沒有加工的工件