机床与工件相对运动对去除函数形成稳定性的影响机制研究

杨航; 管瑞; 黄文; 何建国

doi:10.13433/j.cnki.1003-8728.20200613

机床与工件相对运动对去除函数形成稳定性的影响机制研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200613

杨航^1,,
管瑞¹,
黄文²,
何建国²

1.
遵义师范学院工学院, 贵州遵义　563006
2.
中国工程物理研究院机械制造工艺研究所, 四川绵阳　621900

基金项目: 国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项（2017ZX04022001）、贵州省基础研究计划（黔科合基础-ZK[2021]一般272）及遵义市科技局科技研发项目（遵市科合HZ字[2020]21号）

详细信息

作者简介:
杨航（1989–），副教授，硕士，研究方向为超精密光学制造技术，yhangde@qq.com

中图分类号: O645
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出版历程
- 收稿日期: 2021-04-22
- 录用日期: 2021-11-26
- 刊出日期: 2022-05-11

Study on Influence Mechanism of Relative Movement Between Machine Tool and Workpiece on Stability of Removal Function

1.
School of Engineering, Zunyi Normal University, Zunyi 563006, Guizhou, China
2.
Institute of Mechanical Manufacturing Technology, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, Sichuan, China

摘要

摘要: 首先阐述机床与工件相对运动的去除机理以及对去除函数的稳定性进行表征，然后对工件在平面以不同速度做平动以及绕定点转动得到的去除函数稳定性进行研究，最后通过数值实验验证。得出结论：X方向速度导致去除函数不稳定；Y方向运动速度增大导致去除函数稳定性波动；摆动弧度小于0.5 rad时去除函数越稳定,超过则不稳定。
- 磁流变抛光 /
- 去除函数 /
- 稳定性 /
- 相对运动 /
- 数值计算
Abstract: Firstly, the removal mechanism of the relative motion between the machine tool and the workpiece and the characterization of the stability of the removal function are described. Then, the stability of the removal function obtained by the workpiece movement in a plane at different speeds and rotating around a fixed point is studied. Finally the stability of the removal function is verified via numerical experiments. It is concluded that the speed in the X direction causes the removal function to be unstable; the increase in the movement speed in the Y direction causes the stability of the removal function to fluctuate.
- magnetorheological polishing /
- removal function /
- stability /
- relative motion /
- numerical calculation

HTML全文

图 1 机床与工件相对运动的去除模型

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图 2 机床与工件相对运动形成的抛光斑形状

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图 3 工件在X轴方向0 ~ 0.01 m/s形成的去除函数压力云图

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图 4 工件在X轴方向0~ 0.01 m/s的压力在抛光斑长度s上分布

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图 5 工件在X轴方向0 ~ 0.01 m/s的去除函数稳定性

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图 6 工件在Y轴方向0 ~ 0.01 m/s形成的去除函数压力云图

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图 7 工件在Y轴方向0 ~ 0.01 m/s的压力在抛光斑长度s上的分布

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图 8 工件在Y轴方向0 ~ 0.01 m/s的去除函数稳定性

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图 9 工件摆动0.472 ~ 0.528 rad形成的去除函数压力云图

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图 10 工件摆动0.472 ~ 0.528 rad的压力在抛光斑长度s上的分布

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图 11 工件摆动0.472 ~ 0.528 rad去除函数的稳定性

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表 1 Herschel-Bulkley模型的参数选定

参数	数值
稠度指数k/（sⁿ⁻²·m⁻¹）	59.01
幂律指数n	0.7301
屈服应力值/Pa	13861.84
临剪切速率/s⁻¹	100

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表 2 工件在X轴和Y轴方向运动对去除函数稳定性影响的实验参数

序号	抛光轮半径/mm	磁场强度/T	嵌入深度/ mm	抛光轮速度/ （m·s⁻¹）	工件运动速度/ （m·s⁻¹）
1	150	35	1	4.71	0
2	150	35	1	4.71	0.001
3	150	35	1	4.71	0.002
4	150	35	1	4.71	0.003
5	150	35	1	4.71	0.004
6	150	35	1	4.71	0.005
7	150	35	1	4.71	0.006
8	150	35	1	4.71	0.007
9	150	35	1	4.71	0.008
10	150	35	1	4.71	0.009
11	150	35	1	4.71	0.010

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表 3 工件摆动对去除函数稳定性影响的实验参数

序号	抛光轮半径/ mm	磁场强度/ T	初始嵌入深度/ mm	抛光轮速度/ （m·s⁻¹）	工件角速度/ （rad·s⁻¹）	工件摆动弧度/ rad
1	150	35	0.5	4.71	0.006	0.528
2	150	35	0.5	4.71	0.006	0.522
3	150	35	0.5	4.71	0.006	0.217
4	150	35	0.5	4.71	0.006	0.511
5	150	35	0.5	4.71	0.006	0.506
6	150	35	0.5	4.71	0.006	0.500
7	150	35	0.5	4.71	0.006	0.494
8	150	35	0.5	4.71	0.006	0.489
9	150	35	0.5	4.71	0.006	0.483
10	150	35	0.5	4.71	0.006	0.478
11	150	35	0.5	4.71	0.006	0.472

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