针对当前复杂零件难以精密加工的问题,运用磨粒流技术进行光整加工,考虑入口压力和颗粒浓度双因素对磨粒流加工的影响,以弯管为研究对象,依据流体力学理论,对不同入口压力和颗粒浓度下的速度、湍流动能和总压进行了仿真分析,经过对比分析得出结论当入口压力为6MPa,颗粒浓度为10%,磨粒流的抛光效果最好,并根据此参数进行了磨粒流抛光试验。试验结果表明弯管内表面的粗糙度降低,但是出口处的表面粗糙度要高于入口处的表面粗糙度,因此选择以出口为磨粒流入口,重复进行试验,最终得到均匀一致的表面。

伺服阀是伺服控制系统中的一种核心伺服控制元件,阀芯喷嘴的内表面质量往往会直接影响伺服阀的使用性能。目前传统的加工工艺方法难以保证其质量及合格率,磨粒流抛光技术为改善伺服阀阀芯喷嘴的表面质量提供了有效的技术方案。以磨粒流抛光伺服阀阀芯喷嘴为研究对象,根据冲蚀磨损机理采用离散相模型对阀芯喷嘴通道内的颗粒进行数值模拟分析,研究分析了不同入口速度、颗粒粒径以及温度对颗粒冲蚀磨损性能的影响,得出颗粒的冲蚀磨损量随着入口速度、颗粒粒径以及温度的增加而增加,对阀芯喷嘴磨粒流抛光技术的发展具有重要的理论意义和工程应用价值。

伺服阀阀芯喷嘴是伺服控制系统中的重要零部件,尤其是喷嘴小孔的表面质量会直接影响到整个伺服控制系统的进程,因此阀芯喷嘴要求很高的尺寸精度、形位精度以及表面粗糙度。为探讨磨粒流抛光伺服阀阀芯喷嘴的抛光效果,对磨粒流抛光阀芯喷嘴的加工过程进行数值模拟研究,分析了不同入口速度条件下阀芯喷嘴内磨粒流的动态压力、速度以及湍流动能的分布状况,研究分析了磨粒流抛光阀芯喷嘴的有效性,并对阀芯喷嘴的磨粒流抛光效果进行了预测。

为分析磨粒流加工时背压出口直径对工件表面质量的影响,以伺服阀壳体为研究对象,对固液两相磨粒流加工过程进行数值分析。通过分析不同背压出口直径条件下的动态压强和壁面剪切力发现,有背压时,磨粒流加工后表面均匀性有所提高;背压出口直径为2.3 mm时,动态压强和壁面剪切力的数值最小,此时得到的表面质量较差,加工效率较低;当背压出口直径为3.3 mm时,动态压强和壁面剪切力的数值最大,此时加工效率最高,表面质量最好,适用于伺服阀壳体的加工。

由于当前具有微小孔的结构等零部件加工难度大,精度要求高,传统加工方法无法满足现有的加工精度要求,该文采用一种软性加工方法—磨粒流加工技术,实现微小孔结构精密加工。采用CFD(computational fluid dynamics)和DEM(discrete element method)相结合的方法对磨粒流加工过程进行数值分析。在数值分析过程中,考虑颗粒对壁面的碰撞作用,对不同入口速度条件下的流体和颗粒的分布状态进行对比分析,揭示磨粒流微切削作用行为,通过对材料去除机理的分析揭示颗粒对壁面的作用规律。数值模拟结果表明随着入口速度的增大,颗粒与零件表面的摩擦与碰撞作用更为剧烈,颗粒动能转化为切削能,提高了材料的去除率;当颗粒碰撞应力小于材料极限应力时,材料只发生塑性变形,当碰撞应力大于材料极限应力时,才会发生材料去除。试验结果表明经磨粒流加工的表面粗糙度Ra值...

为探索固体与液体（简称固液）两相磨粒流抛光异形曲面的有效性,采用标准k-ε模型和压力耦合SIMPLEC算法,通过对不同入口压力条件下固液两相磨粒流抛光多边形螺旋曲面膛线管进行数值模拟研究,获得多边形螺旋曲面流道近壁面处的动压、湍流动能、湍流强度随入口压力变化特性,分析入口压力对固液两相磨粒流抛光异形曲面的质量控制规律。为验证数值分析的准确性,进行了必要的固液两相流抛光实验,以异形曲面零件-膛线管为研究对象,对磨粒流抛光前后膛线管内表面的表面形貌和表面粗糙度进行了检测分析。研究结果表明：固液两相磨粒流抛光异形曲面可有效提高异形曲面的表面质量,经磨粒流抛光后的膛线管内表面纹理变得更加平滑,可获得理想的表面形貌,表面粗糙度由抛光前的1.450μm降低至抛光后的0.296μm;随着入口压力的增加,磨粒流抛光后的异...

为研究磨粒粒径对磨粒流研抛质量的影响,以共轨管为研究对象,通过计算模拟不同磨粒粒径下磨粒流的状态,分别从流场动压力、速度场、磨粒的运动轨迹、湍流动能进行不同场的离散相分析。从数值分析可知,随着磨粒粒径增大,动压力、速度和湍流动能降低,磨削效果减弱。对经磨粒流研抛前后的共轨管工件进行了表面粗糙度和表面形貌的检测,测得磨粒流研抛前的表面粗糙度为3.401μm,研抛后的表面粗糙度为1.138μm,从而确认了磨粒流研抛具有内通道结构的工件的有效性,也证实了数值模拟的正确性,为磨粒流研抛技术的发展提供了理论支持。

根据磨粒流加工原理,以坦克发动机喷油嘴为研究对象,利用均匀试验设计方法,通过均匀分散而选出较优的磨粒流加工试验参数（磨粒粒径、磨料浓度、加工时间及研磨液的酸碱性）,再通过优化变量得到目标函数,进而获得最优磨粒流加工工艺参数。试验结果表明：采用均匀设计方案较正交设计方案可节省70%的时间;经过均匀试验后,喷油嘴工件内孔表面粗糙度减小,达到了磨粒流加工试验的目的,而回归优化后的工艺参数可以进一步减小喷嘴小孔的内表面粗糙度,所得到表面粗糙度与材料物性及加工时间的数学模型可为磨粒流的生产实际提供技术支持。

由于传统磨粒流加工机床液压控制系统的不稳定性，使得系统输出存在较大的偏差，这会导致被加工工件很难达到理想的加工效果。因此，提出基于遗传算法优化的积分分离式PID控制算法，对磨粒流机床液压缸的压力变化进行研究，可以很好的解决系统输出不稳定的问题。分别通过普通PID算法、遗传算法和经遗传算法优化后的积分分离式PID算法对磨粒流机床液压缸的压力变化情况进行分析研究，并利用MATLAB软件对液压缸压力的变化进行仿真分析。仿真结果显示，基于遗传算法优化下的积分分离式PID控制算法相比于普通PID算法，基本无超调现象的产生，系统响应时间明显缩短，能够有效提高系统的稳定性，符合磨粒流机床液压控制系统的设计要求。