针对模具细小结构化表面光整加工难题,提出了一种无工具精密加工新方法,通过约束模块与结构化表面组合构成特定形状的约束性磨粒流流道,利用软性磨粒流在流道中的湍流流动实现磨粒对表面的微力微量切削,利用湍流中磨粒运动方向的随机性实现表面的镜面级光整加工。主要成果有建立了湍流流场磨粒运动模型,提出了磨粒碰撞壁面速度与角度的计算模型,得到了磨粒的运动轨迹和运动参数,基本掌握了软性磨粒流湍流流场的形成机制和规律;建立了磨粒流湍流流型分析模型和加工过程动力学模型,基本掌握了具有典型加工特性的流型基本特征和湍流在近壁区微切削效应,提出了流型控制方法;基本掌握了磨粒流的组份配比对加工效果的影响规律,得出了光整加工材料去除经验公式,建立了软性磨粒流加工实验系统,给出了加工工艺路线和工艺参数等。现有光整加工技术大部分难以应用于模具结构化表面加工,本项目方法为解决细小结构化表面光整加工提供了一种可行的解决方案,研究工作形成了湍流形成、流型控制,壁面效应和表面微切削机理等方面的理论成果,了解和掌握了相关科学规律,积累了试验数据,得到了一些具有工程指导意义的理论模型。
英文主题词soft abrasive flow;structured surface;turbulence;mold;finishing