【摘 要】
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表面光整加工技术作为一种能有效改善表面质量的精密加工方法,可以提高零件的耐磨性、接触刚度、抗疲劳强度、抗腐蚀性。振动式滚磨光整加工依靠滚抛磨块对工件产生碰撞、滚压、滑擦等微量磨削作用实现零件的表面光整。由于振动式滚磨光整加工设备简单、加工效率高、使用范围广、加工成本低及绿色环保等优势,目前已广泛应用于航空航天、节能汽车、轨道交通及兵器制造等高端装备制造领域。目前对于振动式滚磨光整加工缺乏定量化研究
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表面光整加工技术作为一种能有效改善表面质量的精密加工方法,可以提高零件的耐磨性、接触刚度、抗疲劳强度、抗腐蚀性。振动式滚磨光整加工依靠滚抛磨块对工件产生碰撞、滚压、滑擦等微量磨削作用实现零件的表面光整。由于振动式滚磨光整加工设备简单、加工效率高、使用范围广、加工成本低及绿色环保等优势,目前已广泛应用于航空航天、节能汽车、轨道交通及兵器制造等高端装备制造领域。目前对于振动式滚磨光整加工缺乏定量化研究,本文以立式振动式滚磨光整加工设备为研究对象,应用EDEM仿真软件对其加工过程进行仿真,选用动态力传感器搭建滚抛磨块作用力测试平台,对固定加工方式下不同位置进行动态力信号测试分析,并设计验证性试验。本文主要研究内容如下:1.通过EDEM软件对五种尺寸工件固定加工状态下不同位置法向接触力进行分析,得出立式振动式滚磨光整加工中滚抛磨块对工件表面的法向接触力分布规律;2.综合分析目前对振动信号的处理方法的优缺点和使用范围,根据本文研究对象振动信号特点选用经验模态分解算法,同时通过MATLAB模拟仿真证明经验模态分解具有自适应性、正交性和完备性,可以有效提取振动信号的频率特征;3.以立式振动式滚磨光整加工设备为基础搭建测试平台,采用压电式动态力传感器对光整加工过程中滚抛磨块作用力进行测试,对采集信号进行经验模态分解实现原始信号降噪重构,提取稳定加工阶段滚抛磨块对工件表面的平均作用力,分析得出立式振动式滚磨光整加工中稳定加工阶段平均作用力的一般规律;4.以不同加工位置为参数变量,设计进行验证性试验,以工件表面粗糙度值为评价指标比较各加工位置加工效果,并与滚抛磨块对工件表面平均作用力对比,得出立式振动式滚磨光整加工中滚抛磨块作用力与加工效果之间的关系。本文通过动态力传感器对立式振动式滚磨光整加工过程中滚抛磨块作用力测试,并运用经验模态算法对振动信号进行特征频率提取实现振动信号的降噪与重构,有效提取加工中滚抛磨块平均作用力,对立式振动式滚磨光整加工中动力学参数进行定量化描述。
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