基于灰色关联的磁性磨粒光整加工实验分析

摘要

本研究课题来源于国家自然科学基金项目(51175365)“磁性磨粒光整加工的磨粒性能特征及指标体系研究”。该基金项目主要是研究磁性磨粒的制备工艺和方法，探索磁性磨粒的加工特性，并建立了磁性磨粒的综合评价体系。
　　磁性磨粒光整加工技术作为一种表面光整加工方法，由于其独特的加工特点，使得磁性磨粒在对工件表面进行加工时，具有良好的适应性，对此磁性磨粒光整加工技术得到了很大的发展，并逐渐应用于生产领域。而作为该加工方法中磨具的磁性磨粒，它的性能好坏对零件的表面质量有着重要影响。
　　本文选用粘结法制备的磁性磨粒作为研究对象，这种方法制备的磨粒不仅成本低，而且制备工艺简单。通过对磁性磨粒性能、粘结理论及粘结工艺进行分析，制定了混料、粘结、固化、粉碎、筛分的制备工艺路线，制备了以氧化铝为磨粒相的磁性磨粒，并对45号钢工件进行了加工实验研究。
　　而目前常用的数据统计方法有方差分析和回归分析，但这些分析方法需要大量数据作为支撑，不仅运算量比较大，而且因素间往往没有确定的分布规律，在用数理统计方法进行分析时有一定的不确定性，因此本文在研究磁性磨粒光整加工工艺参数时，尝试采用灰色关联分析法，这种方法不仅计算量小，而且在分析没有确定分布规律的数据时，具有突出优势。
　　本文在研究磁性磨粒光整加工方法的基础上，选择电流、主轴转速、加工间隙、加工时间作为影响工艺指标的工艺参数，选择表面粗糙度作为工艺指标，设计了正交实验，并将灰色理论应用于实验结果的分析研究。并结合灰关联分析法，得出参数对工艺指标的影响规律及影响程度。并运用灰色决策理论，对正交实验方案进行优化分析，得出最优参数组合。
　　确定出最优工艺参数组合后，再将灰色理论应用于磁性磨粒制备工艺参数的研究。选择铁粉目数、铁粉和磨料粉质量比、破碎后目数作为影响工艺指标的因素，选择表面粗糙度为工艺指标，设计了正交实验，并结合灰关联分析法，得出参数对工艺指标的影响规律，并运用灰色决策理论，对实验方案进行优化，得出最优参数组合。
　　本文的研究将有助于灰色系统理论的广泛应用，以及在选择磁性磨粒光整加工工艺参数及粘结磨料的制备参数时提供理论参考依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 磁性磨粒光整加工技术

1．2．1 磁性磨粒光整加工原理

1．2．2 磁性磨粒的受力分析和运动轨迹

1．2．3 磁性磨粒光整加工特点

1．3 磁性磨粒的组成及其制备技术

1．3．1 磁性磨粒

1．3．2 影响磁性磨粒导磁性能的因素

1．3．3 磁性磨粒的制备技术

1．4 磁性磨粒光整加工技术的国内外研究现状

1．4．1 国外研究进展

1．4．2 国内研究进展

1．5 本文的研究背景、意义及主要研究内容

1．5．1 本文的研究背景和意义

1．5．2 本文的主要研究内容

第二章 粘结法制备磁性磨粒

2．1 粘结法

2．1．1 粘结概念

2．1．2 粘结法工艺流程

2．2 混料的制备

2．2．1 磁介质相的选取

2．2．2 磨粒相的选取

2．2．3 原料的配比及混合

2．3 结合剂的选取与制备

2．3．1 粘结剂的分类和选择

2．3．2 环氧树脂的介绍

2．3．3 固化剂的分类和选择

2．4 粘结法制备磁性磨粒的操作流程

2．5 本章小结

第三章 灰色系统理论

3．1 灰色系统理论概述

3．2 灰色系统理论的特点

3．3 灰色系统理论的基本原理

3．4 灰色系统理论的研究内容

3．5 灰色系统生成

3．5．1 累加生成

3．5．2 累减生成

3．5．3 均值生成

3．5．4 初值化

3．6 本章小结

第四章 加工工艺参数分析与实验研究

4．1 磨粒的制备

4．1．1 环氧树脂的使用要求

4．1．2 聚酰胺树脂的使用要求

4．1．3 磨粒的制备

4．2 磁性磨粒光整加工表面的评价

4．2．1 加工性能的评价标准

4．2．2 影响磁性磨粒加工效果的主要因素

4．3 光整加工的实验设备和实验条件

4．3．1 实验设备

4．3．2 实验条件

4．4 正交实验设计

4．4．1 正交实验设计

4．4．2 正交实验设计方案

4．4．3 工艺规律分析

4．4．4 实验数据的分析方法

4．5 本章小结

第五章 磁性磨粒光整加工中实验参数的优势因素分析及优化

5．1 灰色关联分析的基本原理

5．2 光整加工工艺参数灰色关联分析模型

5．2．1 灰色关联分析的建模方法

5．2．2 粗糙度结果的关联度计算与分析

5．3 灰色决策理论的研究内容

5．4 基于灰模式关联决策理论的加工工艺参数优化研究

5．4．1 灰模式关联决策的数学模型

5．4．2 基于灰模式关联决策加工工艺参数优化分析

5．5 磨粒制备工艺参数的灰关联分析及优化

5．5．1 正交实验设计

5．5．2 粗糙度与制备工艺参数间的关联分析

5．5．3 基于灰模式关联决策的磨粒制备工艺参数优化

5．6 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表论文