CN 41-1243/TG ISSN 1006-852X

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安装角度对交叉孔试件振动抛磨效果的影响分析

贾建 李秀红 李文辉 杨胜强 王嘉明

贾建, 李秀红, 李文辉, 杨胜强, 王嘉明. 安装角度对交叉孔试件振动抛磨效果的影响分析[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2023, 43(1): 102-109. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5003
引用本文: 贾建, 李秀红, 李文辉, 杨胜强, 王嘉明. 安装角度对交叉孔试件振动抛磨效果的影响分析[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2023, 43(1): 102-109. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5003
JIA Jian, LI Xiuhong, LI Wenhui, YANG Shengqiang, WANG Jiaming. Analysis of influence of installation angle on vibration finishing effect of cross hole specimen[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2023, 43(1): 102-109. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5003
Citation: JIA Jian, LI Xiuhong, LI Wenhui, YANG Shengqiang, WANG Jiaming. Analysis of influence of installation angle on vibration finishing effect of cross hole specimen[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2023, 43(1): 102-109. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5003

安装角度对交叉孔试件振动抛磨效果的影响分析

doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5003
基金项目: 国家自然科学基金面上项目(51975399)。
详细信息
    作者简介:

    贾建,男,1995年生,硕士研究生。主要研究方向:精密表面光整加工技术。E-mail:593946732@qq.com

    通讯作者:

    李秀红,女,1972年生,博士,教授。主要研究方向:精密表面光整加工技术。E-mail:xhli7489@sina.com

  • 中图分类号: TG58; TH161+.1

Analysis of influence of installation angle on vibration finishing effect of cross hole specimen

  • 摘要:

    为探究试件安装角度对交叉孔转接部位抛磨效果的影响,基于离散单元法对交叉孔试件振动抛磨加工工艺进行仿真分析。研究发现:与安装角度为0°,90°时相比,安装角度为45°时,交叉孔转接部位的加工均匀性较好,且转接部位磨损深度的最小值大于安装角度为0°,90°时磨损深度的最小值。基于单因素试验方法,采用ZLC100卧式振动抛磨设备对不同安装角度的交叉孔试件进行抛磨加工试验。结果表明:与安装角度为0°,90°时相比,安装角度为45°时,交叉孔转接部位毛刺的去除效果较好,转接部位倒圆角效果较明显,测得转接部位圆角半径在0.3~0.7 mm 范围内,大孔和小孔内侧表面8个区域表面粗糙度归一化值 Ra*有明显的下降趋势,试验得到的结论与仿真分析的结论相符合。

     

  • 图  1  卧式振动抛磨加工交叉孔原理示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of cross hole machining by horizontal vibration grinding

    图  2  模拟试件

    Figure  2.  Simulated specimen

    图  3  数据块

    Figure  3.  Data bin groups

    图  4  安装角度分别为0°,45°,90°时交叉孔转接部位磨损深度

    Figure  4.  Wear depth of cross hole connecting part when installation angle is 0°, 45°, 90°

    图  5  安装角度分别为0°,45°,90°时滚抛磨块速度矢量图

    Figure  5.  Vector diagram of granular media when installation angle is 0°, 45°, 90°

    图  6  试验设备

    Figure  6.  Test equipment

    图  7  试验试件

    Figure  7.  Test specimen

    图  8  滚抛磨块

    Figure  8.  Tumbling chip abrasives

    图  9  加工120 min后转接部位加工效果

    Figure  9.  Machining effect of connecting part after 120 minutes processing

    图  10  安装角度为0°,45°,90°时8个区域Ra*值的变化曲线

    Figure  10.  Curves of Ra* values in 8 regions when installation angle is 0°, 45°, 90°

    表  1  材料的本征参数

    Table  1.   Physical properties of DEM simulation

    材料泊松比 υ剪切模量G / Pa密度 ρ / (kg·m−3)
    磨块0.211.24×10112 675
    试件0.283.20×1091 150
    下载: 导出CSV

    表  2  仿真所需的接触参数

    Table  2.   Coefficients of DEM simulation

    相互作用碰撞恢复系数 e静摩擦系数 μ1滚动摩擦系数 μ2
    磨块−磨块0.550.30.15
    磨块−试件0.360.30.15
    下载: 导出CSV

    表  3  ZLC100卧式振动抛磨设备技术参数

    Table  3.   Technical parameters of ZLC100 horizontal vibration finishing equipment

    技术指标数值技术指标数值
    电机功率 P / kW1.1额定频率 f1 / Hz50
    额定电流 I / A3.5额定电压 U / V380
    调速范围 V / (r·min−1)0~1450振动频率 f2 / Hz0~25
    水平振幅 A1 / mm3垂直振幅 A2 / mm3
    下载: 导出CSV
  • [1] 孙文亮. 柴油机零部件去毛刺技术研究 [D]. 长春: 吉林大学, 2004.

    SUN Wenliang. Research on deburring technology of diesel engine parts [D]. Changchun: Jilin University, 2004.
    [2] 太原理工大学, 中国航发南方工业有限公司. 一种用于电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具及加工方法: CN113183039A [P]. 2021-07-30.

    Taiyuan University of Technology, China National South Aviation Industry Co., Ltd. A special fixture and processing method for abrasive flow machining of cable bent tail: China, ZL113183039A [P]. 2021-07-30.
    [3] 徐国勇. 钻削加工中交叉孔毛刺形成机理及其控制技术研究 [D]. 镇江: 江苏大学, 2020.

    XU Guoyong. Study on formation mechanism and control technology of burrs on drilling intersecting holes [D]. Zhenjiang: Jiangsu University, 2020.
    [4] 李健, 王振龙, 郭艳玲. 自动化电解去内交叉孔毛刺过程的仿真与实验 [J]. 哈尔滨工业大学学报,2016,48(1):152-158. doi: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.01.023

    LI Jian, WANG Zhenlong, GUO Yanling. Simulation and experiment of automatic electrolytic deburring on inner intersecting holes based on electric current detection [J]. Journal of Harbin Institute of Technology,2016,48(1):152-158. doi: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.01.023
    [5] 广西玉柴机器股份有限公司. 一种去除交叉孔毛刺的方法: CN200710195772.5 [P]. 2009-06-17.

    Guangxi Yuchai Machinery Co., Ltd. A method for removing burrs from cross holes: China, ZL200710195772.5 [P]. 2009-06-17.
    [6] 卢德钊, 丁艳红, 董娜. 超声波去除小孔毛刺试验及装置中变幅杆设计 [J]. 工具技术,2019,53(1):90-94.

    LU Dezhao, DING Yanhong, DONG Na. Experiment of ultrasonic deburring for small hole and design of horn in device [J]. Tool Engineering,2019,53(1):90-94.
    [7] 高航, 吴鸣宇, 付有志, 等. 流体磨料光整加工理论与技术的发展 [J]. 机械工程学报,2015,51(7):174-187. doi: 10.3901/JME.2015.07.174

    GAO Hang, WU Mingyu, FU Youzhi, et al. Development of theory and technology in fluid abrasive finishing technology [J]. Journal of Mechanical Engineering,2015,51(7):174-187. doi: 10.3901/JME.2015.07.174
    [8] BEOM J K, KIM Y G, KIM K J, et al. Study on the deburring of intersecting holes with abrasive flow machining [J]. Journal of the Korean Society for Precision Engineering,2019,36(2):163-168. doi: 10.7736/KSPE.2019.36.2.163
    [9] 陈曦, 刘军. 磨粒流技术在航天零件相贯孔去毛刺中的应用 [J]. 金属加工(冷加工),2014(16):30-33.

    CHEN Xi, LIU Jun. Application of abrasive flow technology in deburring intersecting holes of aerospace parts [J]. MW Metal Cutting,2014(16):30-33.
    [10] 杨胜强, 李文辉, 陈红玲. 表面光整加工理论与新技术 [M]. 北京: 国防工业出版社, 2011.

    YANG Shengqiang, LI Wenhui, CHEN Hongling. Surface finishing theory and new technology [M]. Beijing: National Defence Industry Press, 2011.
    [11] NAEINI S E, SPELT J K. Two-dimensional discrete element modeling of a spherical steel media in a vibrating bed [J]. Powder Technology,2009,195(2):83-90. doi: 10.1016/j.powtec.2009.05.016
    [12] NAEINI S E, SPELT J K. Development of single-cell bulk circulation in granular media in a vibrating bed [J]. Powder Technology,2011,211(1):176-186. doi: 10.1016/j.powtec.2011.04.018
    [13] PANDIYA V, CASTAGNE S, SUBBIAH S. High frequency and amplitude effects in vibratory media finishing [J]. Procedia Manufacturing,2016,5:546-557. doi: 10.1016/j.promfg.2016.08.045
    [14] SANGID M, STORI J, FERRIERA P. Process characterization of vibrostrengthening and application to fatigue enhancement of aluminum aerospace components-part Ⅰ: Experimental study of process parameters [J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2011,53(5):545-560.
    [15] SANGID M, STORI J, FERRIERA P. Process characterization of vibrostrengthening and application to fatigue enhancement of aluminum aerospace components-part Ⅱ: Process visualization and modeling [J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2011,53(5):561-575.
    [16] 何凡, 李文辉, 杨胜强, 等. 卧式振动滚磨光整加工中工件的工艺参数研究 [J]. 机械设计与制造,2017(2):112-114. doi: 10.3969/j.issn.1001-3997.2017.02.031

    HE Fan, LI Wenhui, YANG Shengqiang, et al. Research of process parameters for workpiece in horizontal vibration barrel finishing [J]. Machinery Design and Manufacture,2017(2):112-114. doi: 10.3969/j.issn.1001-3997.2017.02.031
    [17] 刘瑞, 李文辉, 李秀红, 等. 卧式振动式滚磨光整加工非自由状态工件的试验研究 [J]. 太原理工大学学报,2017,48(3):393-399. doi: 10.16355/j.cnki.issn1007-9432tyut.2017.03.017

    LIU Rui, LI Wenhui, LI Xiuhong, et al. Experimental study on the horizontal vibration finishing process for non-free parts [J]. Journal of Taiyuan University of Technology,2017,48(3):393-399. doi: 10.16355/j.cnki.issn1007-9432tyut.2017.03.017
    [18] 姚强. 工件不同固定方式下振动式滚磨光整加工仿真分析与实验研究 [D]. 太原: 太原理工大学, 2020.

    YAO Qiang. Simulation analysis and experimental research on vibratory barrel finishing of workpieces under different fixing methods [D]. Taiyuan: Taiyuan University of Technology, 2020.
    [19] 王国强, 郝万军, 王继新. 离散单元法及其在EDEM上的实践 [M]. 西安: 西北工业大学出版社, 2010.

    WANG Guoqiang, HAO Wanjun, WANG Jixin. Discrete element method and its practice on EDEM [M]. Xi'an: Northwestern Polytechnical University Press, 2010.
    [20] TIAN Y B, ZHONG Z, TAN J. Kinematic analysis and experimental investigation on vibratory finishing [J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2016,86(9):3113-3121.
    [21] 李鹏, 李文辉, 李秀红, 等. 航空发动机整体叶盘回转式滚磨光整加工数值模拟与分析 [J]. 机械科学与技术,2020,40(4):633-640. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200089

    LI Peng, LI Wenhui, LI Xiuhong, et al. Numerical simulation and analysis of the rotary-type mass finishing for aeroengine blisk [J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering,2020,40(4):633-640. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200089
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-12-13
  • 修回日期:  2022-03-01
  • 录用日期:  2022-03-23
  • 刊出日期:  2023-02-20

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