计时鸣 唐 波 谭大鹏

浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部／浙江省重点实验室，杭州，310014

0 引言

为了消除模具表面所残留的机械加工痕迹，光整加工技术成为必要的工艺环节，光整加工时间占整个模具制造时间的50%以上，现有方法一般需借助工具接触或靠近待加工表面进行加工[1－2]。在光学元件加工领域，将凹槽、棱柱、棱镜阵列等立体结构的表面称为结构化表面[3－4]，借鉴此称呼，将模具中沟、槽、孔、棱柱、棱锥、窄缝等复杂异型面统一称为结构化表面。涉及这些结构化表面精密光整加工技术的研究却比较薄弱。

磨粒流加工是一种较新的表面加工方法，该加工方法可通过去毛刺、抛光、倒圆角并去除由电火花加工或激光加工后的再铸层来提高表面质量[5－7]。但是，现有的磨粒流加工方法一般不能直接应用于模具结构化表面的光整加工。针对模具制造中结构化表面光整加工的技术难题，笔者提出了一种基于软性磨粒流（即弱黏性或无黏性液固两相磨粒流）的模具结构化表面无工具精密光整加工新方法，即利用软性磨粒流在约束流道内的湍流壁面效应实现对封闭流道内模具结构化表面的微力微量切削，完成对结构化表面无工具化精密光整加工。

计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）方法克服了传统理论的方法与实验方法的弱点。本文基于流体体积（volume of fluid，VOF）模型和标准k－ε模型相结合的方法，以之字形微型流道为例，揭示其内部的流动规律，为应用软性磨粒流实现模具结构化表面精密加工提供理论依据。……