约束式磨料流光整加工方法及其加工特性的实验研究

采用传统磨削工艺对电梯曳引轮槽进行加工时,较难进行微量均匀的磨削力控制,以及进行仿形光整加工,为此提出了一种约束式磨料流光整加工方法,对磨料流的加工特性进行了理论建模、仿真分析和加工实验研究。首先,分析了约束式磨料流光整加工原理,并基于欧拉多相流理论及标准k-ε双方程模型,构建了磨料流动力学模型;然后,计算研究了约束流道内磨料流动力学特性,得到了工件表面流体动压及磨料压力随关键工艺参数的变化规律;最后,搭建了约束式磨料流光整加工实验平台,以球墨铸铁作为工件材料,开展了光整加工对比实验,对模拟计算及加工方法进行了验证。研究结果表明:约束空间内的磨料压力及动压达到最大值,是有效光整加工区域;在15°~75°范围内,约束空间入口角度越小,磨料压力分布越均匀,流体动压越剧烈;随着约束空间高度的减小,无量纲化材料去除率呈指数级增大,加工效率更高。