【摘 要】
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选区激光熔化(SLM)可制造形状复杂、传统加工难实现的零件,但其成型表面存在着“台阶效应”、“球化效应”、“粉末粘附”等现象。为了使该类零件满足日益严格的表面质量要求,涌现出许多非传统表面加工技术,磁流变抛光技术就是其中之一。本文针对磁流变抛光工具、抛光路径、磁流变抛光液等关键工艺参量,开展抛光工艺比对实验,分析并总结各工艺因数对抛光件表面质量的影响,主要研究内容和结论如下:1.设计并制作两种抛光
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选区激光熔化(SLM)可制造形状复杂、传统加工难实现的零件,但其成型表面存在着“台阶效应”、“球化效应”、“粉末粘附”等现象。为了使该类零件满足日益严格的表面质量要求,涌现出许多非传统表面加工技术,磁流变抛光技术就是其中之一。本文针对磁流变抛光工具、抛光路径、磁流变抛光液等关键工艺参量,开展抛光工艺比对实验,分析并总结各工艺因数对抛光件表面质量的影响,主要研究内容和结论如下:1.设计并制作两种抛光工具,优化抛光区工作磁场。利用Maxwell进行仿真,采用纵交错排布的复纵簇抛光工具,磁场分布均匀,平均强度达到了0.857T;采用横交错排布的点阵簇抛光工具,磁场分布均匀,峰值强度达到了1.2T。2.建立单磨粒运动轨迹方程,规划抛光路径。对于复纵簇磁流变抛光,规划了直线式抛光,当主轴转速为1000r/min、工作进给为0.2mm/min时,路径最优;对于点阵簇磁流变抛光,规划了偏摆式抛光,当转速比为80、偏置距离为20mm、偏摆幅度为8mm、偏摆角度为45°时,路径最优。3.制备并研究了磁流变抛光液的性能。以羰基铁粉为磁性颗粒、棕刚玉粉为磨粒制备了油基抛光液,其流变性能总结如下:磁场强度、铁粉含量、磨粒含量的增大都会使粘度和剪切应力增加;温度的升高则会使粘度和剪切应力减小;剪切速率的增大会使粘度下降,而剪切应力增加。4.开展复纵簇抛光工具抛光工艺研究。结论如下:延长抛光时间能够减小粗糙度值,工作间隙、主轴转速、工作进给、磨粒含量、磁性颗粒含量增加,粗糙度值先减小后增大。时间、进给、磨粒含量、磁性颗粒含量增加,残余应力增加,而间隙、转速增加,残余应力减小。当时间为180min、间隙为0.6mm、转速为600r/min、进给为0.8mm/min时,抛光效果最优。5.开展点阵簇抛光工具抛光工艺研究。结论如下:抛光时间增加能够减小粗糙度值,工作间隙、主轴转速、工作进给增加,粗糙度值先减小后增大。时间、进给、转速、进给增加,残余应力减少。当时间为240min、间隙为1.0mm、转速为400r/min、进给为9mm/min,抛光效果最优。综上,复纵簇抛光具有高效、抛光介质用量少等优点,适合小尺寸薄壁零件。点阵簇抛光具有高精度、抛光介质易储存等优点,适合大面积平面零件。两种抛光形式均可实现对SLM成型316L平面样件抛光,是一种新的尝试。
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