目的为了探索卧式振动滚磨光整加工中加工规律,寻找最优加工位置,以满足实际加工需求,提高零件表面完整性。方法在两种固定方式下,将工件置于不同深度、不同水平位置,测试加工后工件表面粗糙度,对比两种固定方式加工效果,并用曲线拟合找出最优加工位置。结论工件在两种固定方式下,工件各区域加工后表面粗糙度随着深度的增加先下降再上升后降低,随着与左桶壁水平位置距离的增加先下降后上升。在内固定方式下,工件表面粗糙度下降速率明显快于外固定,工件能达到的极限表面粗糙度值是外固定方式下的(0.4~0.5)倍,且工件加工后不均匀性弱于外固定。通过深度、水平位置的曲线拟合及实验验证,工件的最优加工位置为埋入深度220mm,距左桶壁275mm。

滚磨光整加工过程中磨块的力链网络及力学行为对加工效果有重要影响。以主轴式滚磨光整加工为研究对象,主要研究滚磨过程中滚筒转速和磨块直径对滚筒内磨块群力链特性的影响,通过建立力链数目、长度、强度和准直线系数评估标准来对力链进行量化研究。研究结果表明在相同条件下,滚筒转速越高,力链数量越多,力链强度越大,力链准直线系数越大,稳定性越好,滚筒内磨块之间的相对运动越小。而磨块直径越小,力链数量越多,力链强度也越大。磨块直径越大,力链准直线系数越大,力链系统越稳定,滚筒内磨块之间的相对运动越小,磨块对工件的相对运动也越小。研究工作为从细观力链层面解释加工效果及加工效率提供理论基础。

针对主轴式滚磨光整加工中高转速下滚抛磨块会甩出滚筒的问题,为确定滚筒在一定转速下的最大填料高度,利用离散元法模拟主轴式滚磨光整加工过程,采用拟合曲线表征滚抛磨块群上界面的几何形状,借助正交模拟试验分析几何形状的主要影响因素,通过单因素模拟试验探究滚筒转速的影响规律并进行实验验证。滚抛磨块群上界面为抛物面,滚筒转速、滚抛磨块形状对抛物面几何形状有决定性影响;当其他条件一定时,不同滚筒转速下的抛物面在填料高度处近似交于一圆,圆半径为滚筒半径的5/7,基于此推导出了一定转速下筒内最大填料高度计算公式。