湿式主轴式滚磨光整加工中铝合金试件的材料去除行为研究

摘要

目的针对湿式主轴式滚磨光整加工工艺,提出适用于铝合金试件光整加工的材料去除模型。方法通过FLUENT两相流模块模拟不同参数下p·v值,用响应曲面法拟合4个主要参数和p·v的多元回归模型,在此基础上,基于Preston方程建立修正的材料去除模型,进行加工实验,探究工件的MRR、加工后Ra和表面形貌之间的关系。结果方差分析中,工件轴心距筒壁距离和滚筒转速项的P<0.05,两者对MRR影响显著,且前者与MRR负相关,后者与MRR正相关。对模型进行加工实验验证,工件MRRth和MRRex的平均相对误差仅为6.32%,证明模型的有效性。随工件MRR的递增,加工后Ra值先减后增,MRR值为21mg/h时,Ra为0.816μm,工件刀纹仍很明显;MRR值为59mg/h时,Ra达到最低值0.472μm,工件刀纹完全去除,表面纹理细致平整,加工效果最佳;当MRR达极值时,Ra为0.693μm,表面纹理变得粗糙不平,由于滚抛磨块的加工能力过强,导致加工效果较差。结论建立了以工艺参数为自变量的材料去除模型,为选择参数提供一定的理论依据,且实验研究得出,加工能力与加工效果之间不存在正向相关性。