磨粒流體動(dòng)力研磨系統(tǒng)加工的基本原理和技術(shù)

? ?磨粒流體動(dòng)力研磨加工由兩家美國(guó)公司在二十世紀(jì)六十年代獨(dú)立開發(fā)而成。起初，主要是運(yùn)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(fèi)時(shí)的人工修邊和拋光操作，這些操作通常會(huì)導(dǎo)致無(wú)法再生產(chǎn)的工作效果。現(xiàn)在，這種磨粒流體動(dòng)力研磨加工作為一種加工方法運(yùn)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(jī)座，在這個(gè)機(jī)座里面磨粒粘在了一起。使用添加劑，這種介質(zhì)就會(huì)顯示出一種特定的屬性，這種屬性在各個(gè)作業(yè)中都有采用。這個(gè)過(guò)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(yùn)動(dòng)被迫在這個(gè)介質(zhì)上進(jìn)行并且這個(gè)運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致物質(zhì)移位。這種方法并沒(méi)有在DIN8580 和DIN8595中注冊(cè)。在磨粒流體動(dòng)力研磨加工中，由于機(jī)械裝置導(dǎo)致物質(zhì)移位元的事實(shí)還沒(méi)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(dòng)制造程序。

? ? ? ? ?在加工前，工作介質(zhì)放置在磨粒流體動(dòng)力研磨機(jī)器下面的氣缸中（圖解?1a）。工件放在一個(gè)特殊裝置中，液壓后擠在兩個(gè)活塞的空隙中。在加工過(guò)程中，下面的活塞首先以一個(gè)固定的壓力從下面的靜點(diǎn)往上面的靜點(diǎn)移動(dòng)（圖解1b）。這樣就沒(méi)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(dòng)。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(gè)往返運(yùn)動(dòng)過(guò)程就是一個(gè)循環(huán)。

圖解1：磨粒流體動(dòng)力研磨加工過(guò)程

? ? 對(duì)于磨粒流體動(dòng)力研磨加工，表面結(jié)構(gòu)的發(fā)生裝置和流動(dòng)條件到現(xiàn)在還沒(méi)有完全定義好。在IWF執(zhí)行的項(xiàng)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(dāng)中。為了分析在這方法中發(fā)生的流動(dòng)程序，必須研究運(yùn)用流體的流變性。在這些研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種流動(dòng)模型，這種模型到以后可以和CFD(計(jì)算流體動(dòng)力學(xué))一起用來(lái)模仿流動(dòng)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(cè)試將用來(lái)檢驗(yàn)流動(dòng)模仿的結(jié)果。在擬定的技術(shù)研究當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)考慮過(guò)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(dòng)力研磨加工的程序布置，不再需要昂貴又費(fèi)時(shí)的預(yù)先試驗(yàn)了。

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圖解2：用磨粒流體動(dòng)力研磨加工修過(guò)邊的黃銅管口（左）和一個(gè)沒(méi)有加工的工件