抛光工具表面构造对液流悬浮加工特性影响的研究

摘要

模具是工业生产的基础装备，被称为“制造业之母”。模具表面粗糙度是模具品质的体现，有助提高模具寿命和制造高精密装备，抛光是改善模具表面粗糙度的重要环节，对模具制造水平的提升具有重要意义。
　　 虽然我国的模具生产总量已位居世界第三，但在设计及制造技术方面都要比德、美等国落后，对模具型腔抛光仍以手工操作为主，因而生产效率低，并且难以保证稳定的抛光质量。本文针对模具型腔光整加工这一难点，利用弹性发射理论和动压原理，提出了一种基于凹槽形抛光工具对模具型腔表而进行光整加工的方法，本文的主要工作内容为：
　　 1.建立加工区数学模型，分析流体动压力分布及抛光工具表面凹槽构造对流体动压力分布的影响，并在此基础上利用磨粒冲击粗糙峰理论，研究材料去除机理。
　　 2.利用数值计算方法，模拟比较了凹槽形抛光工具与圆柱形抛光工具在加工区的压力与速度分布，并针对凹槽形抛光工具流场分布特点，进一步对凹槽型抛光工具/工件之间的非定常流动特性进行研究。
　　 3.对Cr12MOV模具钢进行液流悬浮抛光加工试验。通过实验和数据分析，研究了抛光工具表面凹槽的宽度、深度和密度对加工区流体动压力与加工效果的影响。
　　 4.设计制作了应用于液流悬浮加工的凹槽形抛光工具，搭建了能精确控制加工间隙且能移动的测力夹具，分析了加工过程中流体动压力的检测原理与方法，提高了抛光加工的可控性。
　　 本文研究成果对于模具型腔光整加工及液流悬浮加工理论的具有一定的理论指导意义和技术借鉴价值。