论文部分内容阅读
磁流变抛光技术是一种可以精确控制去除量的确定性抛光方法。磁流变抛光机床是实现磁流变抛光的重要基础,其中循环系统是磁流变抛光机床的重要组成部分,承担着磁流变抛光液的循环更新任务,对磁流变抛光机床的加工精度有着极为重要的影响。国内外的磁流变抛光循环系统相关核心技术或者被申请专利保护或者作为技术秘密并未公开。基于自主采用类比、经验方法研制的磁流变抛光循环系统,尚存在流量稳定性需要进一步提高等问题,论文采用数值模拟与实验研究相结合的方法,探索了循环系统的重要部件离心泵和传输管路的结构参数对流量稳定性的影响规律,对离心泵和传输管路结构进行了优化,提高了循环系统的流量稳定性。论文主要包括:(1)磁流变抛光液流场理论分析。分析了循环系统的离心泵和传输管路内磁流变抛光液的流动行为,在明确了抛光液内相间相互作用的基础上,推导了磁流变抛光液的瞬时控制方程组,提出了以扬程随流量的变化率评价离心泵流量稳定性、以管路两端压差衡量传输管路参数对流量稳定性影响的评价方法。(2)循环系统离心泵内流场的数值模拟。分析了离心泵流量稳定性的影响因素,设计了多个离心泵模型,研究了离心泵的主要组成部件叶轮和压水室的结构参数对循环系统流量稳定性的影响规律;根据这些规律,进行了循环系统离心泵的结构优化,得到了相对最优的离心泵模型,并探索了这些结构参数影响流量稳定性的内在机理。(3)循环系统传输管路内流场的数值模拟。构建简化的循环系统传输管路模型,分析了传输管路排布形式对磁流变抛光液流动的影响,并对循环系统的传输管路进行了结构优化。(4)数值模拟结果的实验验证。在构建的实验平台上,验证了离心泵和传输管路的结构参数对流量稳定性的影响规律;并通过优化前后循环系统的流量稳定性实验对比,验证了本次优化的有效性。