[01411775]多物理耦合场固液两相磨粒流研抛关键技术及其试验装备

在军事、航空航天、特种车辆、精密机械等领域很多关键零件都存在特殊通道和异型内曲面等关键零件，这些关键零件的表面质量往往可以决定整体使用性能，而常规加工方法难以有效对具有特殊通道及异型内曲面的零件进行有效加工，磨粒流研抛技术是行之有效的加工手段，对磨粒流研抛技术开展研究，可满足国家对上述零件的大量需求。该项目取得多项突破性技术进展，在固液两相磨粒流研抛机制、生热传热规律、核心工艺、质量控制及研抛装备方面具有创新性。该研究成果主要面对精密加工制造业，对于提高零部件的总体性能，尤其是高性能通道和异形曲面起着关键作用。 项目在国家自然科学基金和吉林省科技发展计划项目的资助下了开展以下研究：(1)采用数值模拟结合理论分析、实验研究的方式对磨粒流研抛过程中的力学特性、热特性和流动特性进行基础科学研究，提出固液两相磨粒流的最佳研抛温度是300K-310K；(2)利用分子动力学方法分析磨粒与零件间的作用机理，描述颗粒运动行为与特性，建立表面粗糙度微磨削模型；(3)基于计算流体动力学、检测技术和六西格玛理论并依据磨粒流加工的试验实际，建立磨粒流加工内流场表面粗糙度与材料物性之间的数学模型；(4)探讨工件微观形貌与微观力学之间的关系，构建多物理耦合场磨粒流研抛定量预测模型，揭示磨粒流研抛机理，为定量控制磨粒流研抛质量提供指导；(5)研制固液两相磨粒流研抛装备及其抛光液，揭示磨粒流研抛的核心工艺规程及其质量控制技术。 研究成果形成了具有自主知识产权的主导技术，已获吉林省科学技术奖二等奖1项，获吉林省自然科学学术成果奖二等奖1项，获发明专利授权18项，获实用新型专利授权12项，获外观设计专利授权3项，获计算机软件著作权授权2项，发表研究论文49篇，培养硕士研究生13人，研究成果在在多家单位推广应用，得到同行的肯定与认可。可促进中国精密加工事业和加工工艺技术水平的发展，具有十分重要的学术研究价值、科学意义和广泛的应用前景。