庄曙东博士答辩公告

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庄曙东博士答辩公告

发布时间:2018-03-26浏览次数:875作者:来源:机电学院供图:审核:

答辩博士：庄曙东

指导教师：安鲁陵教授

论文题目：基于流体动压效应磨粒流可控光整加工的研究

答辩委员会：

主席：李东波教授/博导南京理工大学

委员：蒋永峰教授/博导河海大学

周来水教授/博导南京航空航天大学

朱永伟教授/博导南京航空航天大学

孙玉利教授/博导南京航空航天大学

秘书：卫炜副教授/硕导南京航空航天大学

答辩时间：2018年03月29日14:00-16:00

地点：南航明故宫校区6#-218

学位论文简介：

根据复杂型腔面零件、难加工材料零件及薄壁类零件在高速机床上完成精加工后，还需要进行有效、均匀、可控地去除加工痕迹的技术难题，提出一种在高速加工机床上，基于流体动压效应的磨粒流对零件表面可控地进行光整加工的技术。并对这一技术的流体动压模型、去除机理、去除模型、影响光整加工质量和效率因素进行了研究，得到了多种因素下光整加工工序的质量和效率的优化模型。

主要研究工作包括：

1、研究一种在高速加工机床上完成零件精加工工序后，去除加工痕迹的光整技术。把零件浸在磨粒混合液中，利用高速工具与零件间楔形空间产生的流体动压效应和高速工具的牵曳力，使微细磨粒以较高速度冲击、磨削、粘离零件表面的微凸体和流体动力效应的压力和剪切力对零件表面微凸体的作用，达到对零件的微量去除，有效光整零件表面的目的。

2、分析了高速工具与零件形成楔形加工区的流体动压效应，研究了楔形加工区流体压力场和速度场的数学模型，用FLUENT软件以3D的效果仿真演示了模型。

3、研究了基于流体动压效应磨粒流光整去除的机理。分析了微细磨粒去除材料的实质，分析了受约束的游离磨粒对零件在Y轴方向的法向作用、在X轴方向的切向作用与X、Y轴方向的综合作用。构建了实验平台，对基于流体动压效应磨粒流光整去除的可行性、光整去除机理进行了定性实验的验证。

4、利用FLUENT软件仿真分析了楔形接触区域的流场和磨粒的迹形分布图，并根据图形对比，研究了磨粒在楔形空间中的运动和发生各种去除的机理；研究了单颗磨粒滑动去除模型、滚动去除模型、冲蚀表面去除模型和流体动压效应剪切去除与挤压变形的模型；以此为研究基础，分析了多颗磨粒去除模型。研究了磨粒和粘性基液的性能和对微量去除效果的影响，配比了磨粒混合液。在实验平台上，验证了去除模型。

5、利用实验平台，研究了工具与零件的最小间隙、工具转速、直径等单一因素与磨粒流光整去除质量和效率的关系，检测与分析了相关数据。

6、利用模糊数学评判法的原理，构建构建因素组合评判的关系矩阵和磨粒流光整质量和效率模型的隶属度函数矩阵，利用实验平台的试验数据，建立评判矩阵，研究了多因素下的磨粒流光整质量和效率的模型。

主要创新点如下：

1、提出一种在高速加工机床上，利用流体动压效应，通过调整间隙、工具转速、进给速度、工具运动轨迹等因素，使磨粒流对零件表面实现可控且高效光整加工的技术，申请了这一技术的国家发明专利。

2、建立了楔形加工区流体压力场模型和速度场模型，分析了速度场和压力场的变化规律。

3、揭示了磨粒流光整去除的微观机理和宏观机理。

4、建立了单颗磨粒滑动去除模型、滚动去除模型、冲蚀去除模型和基于流体动压效应的剪切去除与挤压变形模型，建立了体现磨粒流光整加工综合效果的多颗磨粒下的去除模型。

5、建立了各种单因素对光整质量和效率影响的模型；建立了多因素下在高速机床上进行磨粒流加工的质量和效率的优化模型。为高速机床上应用本技术的工艺和开发本技术的专用机床提供了理论支持。

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