珩磨在线气动测量动态分析及工况参数对测量精度影响的研究

摘要

珩磨自动测量是实现加工过程自动化的一个重要环节,珩磨机的测量系统精度决定了珩磨机的加工精度。目前,珩磨加工中的测量系统广泛采用气动测量。在以往的珩磨气动测量系统研究过程中均是用静态测量代替动态测量进行分析;对测量参数的设计也是理想的实验环境,没有考虑工况条件的影响。但要达到珩磨气动测量的高精度,用静态测量代替动态测量是不科学的,因此对气动测量动态分析是必不可少的,而且工况条件对测量精度的影响分析是十分重要的。
　　 在实际的工况条件下,珩磨加工和在线气动测量的工作环境是相对较小的半封闭环形窄缝空间;在这动态狭小工作空间内,各种工作参数均会对测量气体的运动形态产生影响,从而影响到测量精度。本文在气动测量的基本理论研究的基础上,建立了实际工况条件下珩磨液流场几何模型。利用FLUENT软件仿真运算,进行了珩磨液环形缝隙流场的流场分析,主要是对压力场和速度场的分析,初步得出珩磨液流场对气动测量精度的影响特征。
　　 在此基础上,又建立了实际工况条件下珩磨气动测量系统模型,并通过FLUENT软件仿真运算,进行流场分析,得出气动测量系统的压力场和速度场的一般特点,得到在不同的粘度、温度等工况参数下气动测量系统的特性曲线,初步得到粘度、温度等工况参数对测量气体特性曲线的影响关系,并根据具体的珩磨精度要求和工件材质,得出最佳的气动测量工况条件和最优的工作参数,获得高质量的特性曲线。以便测量系统的在线调用,进行自动校正和实时补偿,提高测量精度,真正实现高档数控珩磨机的在线自动测量。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状和发展水平

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

1.2.3 发展方向

1.3 课题的研究意义

1.4 课题来源及主要研究内容

1.5 本章小结

第2章 气动测量系统研究的基本理论

2.1 气动测量的流体动力学基础

2.1.1 粘性与牛顿粘性定律

2.1.2 连续性方程和流量不变方程

2.1.3 层流与湍流

2.2 气动测量的基本原理

2.3 气动测量系统的类型

2.4 气动测量的特点

2.5 本章小结

第3章 珩磨气动测量动态分析

3.1 气动测量系统的工作方式

3.1.1 气动测量临界状态的确定

3.1.2 气动量仪的工作状况类型

3.1.3 珩磨在线气动量仪的工况确定

3.2 珩磨气动测量环境分析

3.3 珩磨头运动形态分析

3.4 本章小结

第4章 珩磨液流场对测量精度影响的分析

4.1 珩磨实际工况条件概述

4.2 珩磨液性能概述

4.2.1 珩磨液的主要属性分析

4.2.2 珩磨液的组分分析

4.2.3 珩磨液的分选和使用要点

4.3 实际工况中珩磨液运动机理分析

4.3.1 珩磨液运动的物理模型

4.3.2 珩磨加工时珩磨头的形态

4.4 基于FLUENT的珩磨液流场分析

4.4.1 珩磨液窄缝流场的几何模型

4.4.2 FLUENT软件概述

4.5 FLUENT仿真计算

4.5.1 模型网格划分

4.5.2 条件设置与仿真运算

4.6 计算结果

4.6.1 压力分布分析

4.6.2 速度矢量分析

4.6.3 极限情况分析

4.7 本章小结

第5章 珩磨气动测量的仿真实验

5.1 珩磨气动测量几何模型

5.2 FLUENT仿真计算

5.2.1 模型网格划分

5.2.2 条件设置与仿真运算

5.3 计算结果

5.3.1 静压分析

5.3.2 总压分析

5.3.3 速度场分析

5.4 结果说明

5.4.1 理论特性曲线与仿真特性曲线的对比

5.4.2 工况参数优化结果说明

5.5 本章小结

总结和展望

1.总结

2.展望

参考文献

致谢

附录A攻读学位期间所发表的学术论文