昆山基于CFD-DEM耦合的磨粒流微小孔加工數值分析與試驗,昆山自動拋光機

在軍事、航空航天、農業(yè)機械、能源等領域很多關鍵零件都存在微小孔零件，如坦克及步兵戰(zhàn)車發(fā)動機系統(tǒng)噴嘴、工業(yè)及農業(yè)用霧化噴嘴等。關鍵零件的表面質量往往決定整體使用性能，因此零件的表面質量需要得到保證，并需要減少零件的磨損、提高其配合精度和疲勞強度以及耐腐蝕性等性能。該類零件的光整加工屬于微細流道的精密加工范疇。 

在精密與超精密加工領域，最為棘手的難題之一是對噴嘴的精密光整研磨拋光。多物理場固液兩相磨粒流精密研拋技術是對微小孔類零件有效的精密加工手段。磨粒流精密研拋技術可加快國防工業(yè)和航空航天業(yè)的現代化進程，獲得更高性能更高質量的武器裝備和航天器。

研究表明，隨著入口速度的增大，顆粒與零件表面的摩擦與碰撞作用更為劇烈，顆粒動能轉化為切削能，提高了材料的去除率；當顆粒碰撞應力小于材料極限應力時，材料只發(fā)生塑性變形，當碰撞應力大于材料極限應力時，才會發(fā)生材料去除，同時提高了磨粒流精密研拋效率。

磨粒流

試驗發(fā)現，點膠頭微小孔表面粗糙度隨著入口速度的增大而顯著降低，表面粗糙度Ra 值由磨粒流加工前的2.03 μm 降低到磨粒流加工后的0.65 μm，經磨粒流加工表面變得光滑平整。

研究結果表明，在磨粒流光整加工過程中，主要運動為顆粒與毛刺的碰撞和剪切，流體只是作為一個載體，引導顆粒的運動，進而對壁面進行拋光。

該文結果對固液兩相磨粒流精密研拋微小孔研究具有重要的學術意義、工業(yè)價值和社會效益。