机械工程学报

作者：李研彪, 陈强, 张利

单位：浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室 杭州 310032

关键词：钛合金薄壁曲面,抛光,镓基液态金属,磨粒流,加工均匀性；

基金：国家自然科学基金（51575493、51975523）和浙江省基础公益研究计划（LGG19E050025）资助项目。

针对钛合金薄壁曲面工件磨粒流抛光后表面粗糙度分布不均匀的问题，提出一种基于液态金属的磨粒流加工方法。基于SST k-ω模型、OKA冲蚀模型，流体流动颗粒追踪模型，采用COMSOL有限元软件对不同电场布置下的液态金属-磨粒流动力学特性开展深入研究。仿真结果表明，通过电场的合理布置可以控制液态金属颗粒在流场中运动；合理的电场布置可以有效提高工件表面加工均匀性，并通过仿真得出了一组冲蚀较好的试验参数。基于仿真结果开展了液态金属-磨粒流加工试验，试验结果表明：液态金属-磨粒流加工方法可有效提高工件表面加工的均匀性。在加工14 h后，不加电场的磨粒流加工表面不同区域的粗糙度分布不均，工件凹陷处粗糙度明显大于凸起处，各区域表面粗糙度极差达到66.1 nm。使用液态金属-磨粒流加工后的工件表面各区域粗糙度的均匀性明显提高，各区域表面粗糙度极差减小为20.3 nm，为液态金属-磨粒流加工的开展及其调控提供了理论和试验依据。

来源：2021年第23期

《机械工程学报》期刊编辑部

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