[发明专利]一种液体磁性磨具小孔光整加工材料去除率计算方法

摘要

本发明涉及一种液体磁性磨具小孔光整加工材料去除率计算方法，本发明依据液体磁性磨具的磁流变特性，从微观角度阐述了液体磁性磨具研磨孔光整加工的材料去除机理；通过采用″双刃圆半径″模型作为单颗磨料粒子的切削模型研究，推导出小孔光整加工的材料去除率数学表达式并对其影响因素进行了理论分析，得出光整加工的材料去除率与磨料粒子直径的平方、液体磁性磨具的剪切应力以及流体压力成正比，与工件材料的屈服极限成反比。在一定程度范围内，增大磨料颗粒直径、入口压力以及电流强度有利于提高材料的去除效率，加工一段时间后获得的表面质量相应提高。

主权项

1.一种液体磁性磨具小孔光整加工材料去除率计算方法，其特征在于，采用″双刃圆半径″模型进行单个磨料颗粒切削模型研究，得出光整加工的材料去除率与磨料颗粒直径的平方、液体磁性磨具的剪切应力以及流体压力成正比，与工件材料的屈服极限成反比，小孔光整加工的材料去除机理计算过程为：依据维氏硬度定义可知：Fr,n=12HπX2δ---(1)]]>式中，H为工件的维氏硬度，X₂为磨粒与工件接触时的平均刃圆直径，δ为磨粒在工件表面的压入深度；单颗磨料颗粒在水平方向上受力平衡，F_r，n＝F_p，即推导得出：δ=pX122HX2---(2)]]>式中，X₁为磨粒与磁性粒子接触时的平均刃圆直径；磨料颗粒所受的流体压力越大，磨料颗粒粒径越大，其在工件表面的压入深度会越深，相应的压入面积越大；单颗磨料颗粒在竖直方向上受力平衡，F_r，t＝F_s，即得出：Ap=πτX124σs---(3)]]>式中，σ_s为工件材料的屈服极限，τ为液体磁性磨具的剪切应力；液体磁性磨具的剪切应力、磨料颗粒粒径越大、工件材料的屈服极限越小，磨料粒子在工件表面的压人面积越大，切削效果越明显；假设在压入面积内的材料被全部切除，单位面积上材料去除率VRR为：VRR＝ηA_pυ_相对    (4)式中，η为单位面积内磨料颗粒的个数；取边界求得联立上述(3)、(4)、(5)得单位面积上材料去除效率VRR为：VRR=ηπτX124σs[υz0+3τ02η0·(dpdz)-1-(D216η0·dpdz+D2η0τ0)]---(6)]]>上述各式中，F_p-磨粒所受的流体压力；F_r，t-磨粒所受的切向阻力，F_r，n-磨粒所受的法向阻力；F_s-磨粒所受的剪切力；A_p-磨粒的压入面积，即压入半球冠在切线方向投影。