以107硅橡胶为基体的粘弹性磁性磨具制备及实验研究

目的为解决当前粘弹性磁性磨具制备工艺复杂、使用寿命短且加工过程易分解等问题,研制一种以107硅橡胶为基体的粘弹性磁性磨具,并通过加工实验研究了粘弹性磁性磨具流动性、自身配比和加工转速对工件光整加工效果的影响。方法选用新制备的粘弹性磁性磨具对铝合金管外圆表面进行光整加工实验,选取不同交联剂含量的新磨具对其进行加工实验,分析基体流动性对光整加工效果的影响;选取不同的工件转速进行加工实验,分析工转速对光整加工效果的影响;选取铁磁相和磨粒相比例不同的新磨具进行加工实验,分析铁磁相和磨粒相比例对粘弹性磁性磨具光整加工效果的影响;选取磨粒相粒径不同的新磨具进行加工实验,分析磨粒相粒径对光整加工效果的影响。结果当107硅橡胶为20 g、羰基铁粉为15 g、碳化硅为5 g、甲基硅油为1 g、软化剂为1 g、交联剂为0.14 g、工件转速为350 r/min、磨粒相粒径为600目时,可将工件表面粗糙度值Ra由0.299μm下降到0.113μm,Ra值相对下降率约为62.2%,加工效果最好。结论新制备的磨具有性能稳定、制备方便、可根据不同工况调整流动性等优点。     

HR-2钢精密零件表面磁力研磨磨粒加工机理研究

磁性研磨是一种利用磁场中的磁性磨料对具有相对运动的工件表面进行光整加工的新技术。本文对磁性磨粒的加工机理进行了分析，对奥氏体不锈钢精密薄壁零件表面进行了磁性研磨工艺试验。通过试验找出了磁性原料：铝镍钴（AlNiCo）；磁性磨料粒度：60^#-70^#；在工件转速、磁感应强度、研磨时间等工艺参数为定值时，加工的奥氏体不锈钢精密薄壁零件的表面粗糙度达到了Ra0．1μm的要求。     

PVA基粘弹性磁性磨具的实验研究及加工参数优化

目的检验新研制的PVA基粘弹性磁性磨具的表面光整加工性能,掌握配比参数、加工条件等因素对加工效果的影响规律,并对加工参数进行优化以达到最佳加工效果。方法以6061铝合金管外圆表面为光整加工实验对象,通过先导实验首先确定出影响加工效果的主要因素及其参数范围,而后基于响应曲面法实验,对主轴转速、两相质量比、磨粒尺寸及加工时长等因素与工件表面粗糙度下降率(%?Ra)之间的关系进行了探究分析。结果最后通过对实验结果进行方差分析,建立了PVA基粘弹性磁性磨具加工铝合金管外表面的%?Ra预测模型,并对影响参数进行了优化设计,得到在最佳实验条件下(加工时间46 min、两相质量比1.45、主轴转速635r/min、磨粒尺寸65目),工件表面粗糙度下降率为92.5%,最低表面粗糙度为59 nm,显著改善了加工效果。结论作为一种新型光整加工介质PVA基粘弹性磁性磨具,其具有良好的自适应性及流动性,能达到较好的光整加工效果。影响%?Ra的单因素显著性从强到弱依次为:加工时长、主轴转速、磨粒尺寸、两相质量比。交互作用显著的因子为两相质量比+主轴转速、加工时长+主轴转速、两相质量比+磨粒尺寸。在主轴转速、加工时长取高水平,两相质量比取中等水平,磨粒尺寸取低或高水平时,能得到较好的表面加工效果。     

三乙醇胺对铝合金试件滚磨光整加工作用的影响分析

目的 探索三乙醇胺（TEA）在铝合金试件滚磨光整加工中的作用机理。方法 在相同条件下,利用不同浓度三乙醇胺溶液,对铝合金表面进行滚磨光整加工实验。采用粗糙度测量仪测试试件加工前后的表面粗糙度值的变化。采用电子天平测试试件加工前后的质量变化,通过计算得出试件的材料去除率。采用X射线衍射仪（XRD）分析试件表面的晶格畸变。采用扫描电子显微镜（SEM）分析试件的表面形貌。采用能谱仪（EDS）分析试件表面元素的变化情况。结果 在加工初期,未添加三乙醇胺时,表面粗糙度值的变化率和材料去除率最小,Ra从1.245 μm减小到0.934 μm,MRR为0.223 mm3/min;添加体积分数为9%的三乙醇胺时,表面粗糙度值的变化率最大,Ra从1.184 μm减小到0.558 μm;添加体积分数为5%的三乙醇胺时,材料去除率最大,MRR为0.445 mm3/min。晶格畸变量的最大值为0.0045,最小值为0.0008。加工后试件表面富集Si元素。结论 在加工初期,三乙醇胺提高了铝合金试件的滚磨光整加工效率。在液体介质和磨块对试件的耦合作用下,固体表面活性提高,试件表面产生晶格畸变,引起机械力化学效应。Si颗粒保护了Al基,使得在加工后期的微量磨削作用减弱,材料的去除率和表面粗糙度保持相对恒定状态。     

TC4钛合金滚磨光整加工的表面完整性与抗疲劳性能

基于正交试验方法,采用卧式离心式滚磨光整加工工艺对钛合金TC4试件进行加工,研究主要工艺参数对表面粗糙度、显微硬度和残余应力的影响,确定了较优工艺参数;通过疲劳试验和SEM、XRD衍射测试等方法,分析了提高抗疲劳性能的效果和机理。结果表明:滚抛磨块直径是影响表面粗糙度值和残余应力的最主要因素;单面加工时,表面粗糙度Ra、Rz最大下降值为0.389μm和2.353μm,显微硬度可从314HV_(0.5)增加到367HV_(0.5),产生了308MPa的残余压应力;双面加工时,Ra、Rz最大下降值为0.356μm和2.151μm,显微硬度增加到346 HV_(0.5),产生了352 MPa的残余压应力。滚磨光整加工后,表面粗糙度的改善和残余应力的存在,有助于阻碍疲劳裂纹的形成和扩展,疲劳性能明显改善,单面加工可使试件的疲劳极限从389 MPa提高到450 MPa,提高了15.7%,双面加工时提高到578 MPa,提高了48.5%。     

烧结法制备铁基立方氮化硼磁性磨粒及其磨削性能研究

目的 解决现有烧结法制备磁性磨粒工艺中存在的研磨相单一、研磨相材料硬度相对较低,以及对于高硬度难加工材质的研磨效率低、质量差等问题,采用立方氮化硼粉末作为研磨相烧结制备一种新型磁性磨粒。方法 采用烧结法制备铁基立方氮化硼磁性磨粒,探究原料的粒径比、烧结温度对磁性磨粒磨削性能的影响,以TC4钛合金板和Si3N4陶瓷板为试验对象,通过表面粗糙度测量仪和3D超景深显微镜对比加工前后工件的表面质量,采用扫描电镜观察加工后磁性磨粒的表面形貌,以此作为磁性磨粒的研磨性能和使用寿命的评价指标,并采用面扫描能谱分析仪观察磁性磨粒中研磨相的分布情况。结果 采用烧结法,以铁粉为基体,以立方氮化硼粉末为研磨相材料,制备磁性磨粒。最终确定压制力为90 kN,基体与研磨相的粒径比为3∶1,烧结温度为1 180 ℃,在此条件下制备的磁性磨粒具有良好的磨削性能,相较于烧结法制备的Al2O3/Fe、SiC/Fe磁性磨粒具有更强的磨削性能,可实现Si3N4陶瓷板表面的光整加工,在研磨39 min后可将其表面粗糙度由1.382 μm降至0.117 μm。结论 采用烧结法制备的铁基立方氮化硼磁性磨粒能够解决硬脆材料的表面质量问题,可以作为性能优异的磨削介质参与研磨,满足磁粒研磨光整加工技术的需求。     

液体磁性磨具光整加工氧化锆陶瓷试验研究

为解决氧化锆陶瓷难加工、加工效率低、表面质量差的问题,采用液体磁性磨具光整加工技术对氧化锆陶瓷进行加工.通过配置不同磨料的液体磁性磨具对氧化锆零件进行光整加工,研究磨料种类对加工效果的影响.通过设计单因素试验,研究加工时间、工件转速、磁感应强度和轴向运动速度等主要工艺参数对氧化锆陶瓷表面粗糙度Ra和材料去除率MRR的影...     

扫描式阴极电化学光整加工对车削外圆面边缘毛刺的去除

目的 通过电化学光整加工,在改善车削零件表面粗糙度的同时,有效去除工件边缘两侧方向的微小毛刺,提高零件表面的完整性.方法 在扫描式阴极电化学光整加工能实现表面良好光整加工效果的参数范围内,通过改变阴极局部形状,改变毛刺部位的电场分布,进而改变其材料去除速度,实现毛刺去除.对不同形状阴极条件下,毛刺表面的电流密度分布及毛刺顶端和底部的电流密度差值进行仿真分析,得到使毛刺高度值下降较快的阴极形状.对工件进行扫描式阴极电化学光整加工,获得表面粗糙度Ra与毛刺高度值的变化规律.结果 使用凸圆角阴极时,毛刺顶端和底部的电流密度差值较大,去除效率较高.Ra值在加工时间为16～18 min时出现拐点,加工20 min时,Ra值由2.76μm降低至0.32μm;毛刺高度值在加工时间为10～14 min时出现拐点,加工20 min时,从17.10μm降低至2.64μm,与表面粗糙度Rz值为同一量级.结论 通过改变阴极形状,在电化学光整加工过程中能有效降低车削工件边缘两侧方向的微小毛刺,实现零件使用性能的提高,具有实际应用中的可行性.     

砂轮约束磨粒喷射精密光整加工表面互相关性分析

磨粒喷射精密光整加工是重要零件在磨削后进行去除表面缺陷层、降低粗糙度和波纹度为目的光整加工新工艺.试验在M7120磨床上完成,加工试样为Ra0.4～0.6 μm的45#钢.加工表面形貌和微观几何参数用SEM和TR200表面轮廓仪测量.本文应用随机过程的互相关性对磨削加工表面和光整加工表面进行了研究.试验结果表明,试样表面从连续的方向一致的沟槽被随机不连续的微坑所代替,表面粗糙度明显得到改善.随着加工循环的增加,Ra值由0.4～0.6 μm下降到0.2 μm左右.此外,光整加工可以获得各向同性网纹交错的表面,表面轮廓的支撑长度率提高,对工件的耐磨性有利.     

基于研磨氧化锆陶瓷的金刚石/铁磁性磨粒制备研究

目的 为解决氧化锆陶瓷研磨困难这一问题，制备一种新型磁性磨粒。方法 采用粘接法制备金刚石/铁磁性磨粒，探究制备工艺中不同成分配比对其研磨性能的影响。通过扫描电子显微镜对磁性磨粒进行表面形貌分析，结合氧化锆陶瓷板件的研磨试验，采用表面粗糙度测量仪与3D超景深显微镜对研磨前后的工件表面质量作对比分析，以此来评价磁性磨粒的研磨性能，最终确定较优的磁性磨粒制备工艺参数。结果 压制力为0.3 MPa，混料与粘合剂质量比为10∶1，粘合剂中6101环氧树脂、有机硅树脂与651固化剂质量比为4∶1∶5时，磁性磨粒的切削刃数、粘合剂自身的粘接强度及耐热性都达到最佳。使用此磁性磨粒研磨40 min后，氧化锆陶瓷板件的表面粗糙度（Ra）由原始的1.493 μm降至0.116 μm，有效去除了原始表面缺陷和加工纹理，改善了表面质量。结论 在粘合剂中加入有机硅树脂可解决研磨相在铁基体上把持力不足的问题，采用此粘接法所制备的金刚石/铁磁性磨粒能够顺利完成对超硬氧化锆陶瓷材料的加工，金刚石/铁磁性磨粒可以作为性能优良的磨削介质参与研磨，并能够满足磁粒研磨光整加工的要求。     

磁粒研磨加工技术的研究进展

磁粒研磨加工是一种应用广泛且高效的表面加工技术,具有加工质量高、适用范围广、柔性加工、自锐性好、易于实现自动化等优点,能够有效去除工件表面的划痕、积碳、毛刺和卷边等缺陷.首先,综述了磁粒研磨加工技术的发展与研究,包括磁粒研磨加工技术的提出与发展、数学模型分析和加工参数产生的影响,其中着重论述了加工过程中单颗磨粒的力学模型建立以及铁磁相和研磨相的配比问题,并且从磁极形状、磁极转速、加工间隙和磨料性能四个方面分析了加工参数对研磨过程的影响.然后,分类介绍了磁粒研磨加工技术应用于平面、圆柱外表面和圆柱内表面时的加工原理,并对其加工特点进行了总结.归纳了几种磁粒研磨加工技术的发展方向,包括电磁磁粒研磨加工、超声辅助磁粒研磨加工、化学辅助磁粒研磨加工和电化学辅助磁粒研磨加工,对这几种新型复合加工方法的加工原理以及所能达到的实验效果进行了介绍,并评述了其各自的加工特点.最后,提出了当今磁粒研磨加工技术研究中存在的一些缺陷,并对其未来的发展趋势进行了展望.     

小孔径内圆表面磁性研磨加工实验研究

本文以纺织配件钢领为例，对普通内圆表面和小孔径（〈20mm）内圆表面磁性研磨加工进行了试验研究。分析了不同加工参数对被加工内圆表面粗糙度和研磨量的影响。加工小孔内圆时，采用了轴向开圆槽的研磨棒，以改善磁场中磨料流的均匀性。得出了内圆表面磁性研磨加工的优化参数为：磁感应强度B〈1．2T，加工间隙△=1mm，研磨时间t=4min，工作轴向振动频率f=10Hg。     

磁性剪切增稠光整介质的制备与加工特性研究

目的 解决Ti-6Al-4V器件的纳米级表面光整效率低的问题.方法 开发了一种磁性剪切增稠光整介质,利用设计的磁场发生装置,在主轴转速100 r/min、工作间隙0.5 mm的加工参数下,探究不同磨料粒径和磨料质量分数的光整介质对表面粗糙度的影响.结果 当磨料的质量分数为45％时,在碳化硅粒径为80μm、羰基铁粉粒径为150μm条件下,工件表面粗糙度值由初始的173 nm下降到92 nm;在碳化硅粒径为30μm、羰基铁粉粒径为50μm条件下,工件表面粗糙度值由初始的170 nm下降到79 nm;在碳化硅粒径为4μm、羰基铁粉粒径为5μm条件下,加工效果最优,Ti-6Al-4V工件的表面粗糙度由初始的169 nm下降到61 nm,表面粗糙度降低了64％.结论 在磨料粒径相同的条件下,随着磨料质量分数的提高,加工效率增加;在磨料质量分数相同的条件下,磨料粒径越小,获取的表面粗糙度值越小.通过金相显微镜和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察发现,工件表面的划痕显著减少,验证了所研制介质的有效性.     

磁力研磨工艺对整体叶盘表面完整性的影响

针对铣削加工对整体叶盘零件表面完整性控制不能满足使用要求的难题,利用磁力研磨所特有的柔性、自适应性、可控性等优点,研发了一种基于机器人的自由曲面磁力研磨装置,对整体叶盘零件进行加工试验。试验结果表明:经过磁力研磨后零件的表面粗糙度数值大幅度降低;铣削加工残留下来的加工纹理基本去除;原始表面上的微裂纹减弱或彻底消除;近表层原始显微组织中的变质层被部分去除;残余应力也明显减小。由此表明磁力研磨加工工艺能够提高整体叶盘的表面完整性,从而可以提高零件的疲劳强度和使用寿命。     

灯具反射罩模芯磁性研磨加工试验研究

基于数控机床的插补运动控制采用磁性研磨方法进行了灯具罩模芯反射块表面的研磨加工,在保证形状精度和尺寸精度的前提下,加工表面粗糙度Ra由原始的0.065μm降低到0.035μm。采用单因素实验方法分析了几种主要加工参数,包括加工间隙、磁极转速、加工时间和工件进给量对灯罩模芯表面粗糙度的影响。验证了磁性研磨方法可以用于模芯表面数量多、尺寸小的反射块表面加工,并且选择合适的加工参数能够获得较好的加工表面质量,如加工间隙在1.5 mm左右、磁极转速300～600 r/min、加工时间8 min左右、工件进给量120～300 mm/min。     

磁性磨料制备技术的研究进展

磁性磨料是制约磁力研磨技术发展的关键因素。本文介绍了磁性磨料的组成及其性能要求,总结了满足不同应用要求的磁性磨料种类及特点,综述了磁性磨料的各种制备技术及其研究进展。最后,结合磁性磨料的种类、工艺、性能及其应用现状,提出了今后研究应重点关注的方向。     

基于PSO-ELM的316L不锈钢细长管磁粒研磨内表面粗糙度预测模型

针对316L不锈钢细长管磁粒研磨加工过程中,最佳工艺参数难以选择,以及加工后对工件内表面粗糙度（Ra）的预测问题,将影响磁粒研磨316L不锈钢细长管内表面粗糙度的四个工艺参数作为输入值,内表面粗糙度作为输出值,构建粒子群（PSO）优化极限学习机（ELM）模型来预测316L不锈钢细长管内表面粗糙度,利用PSO对工艺参数进行全局寻优,获得最佳工艺参数组合,最后通过试验与预测结果进行对比。构建的PSO-ELM表面粗糙度预测模型拟合优度R2为0.984 8,绝对误差（MAE）为0.013 4,均方根误差（RMSE）为0.021 4。得到的最佳工艺参数组合为：主轴转速2 389.011r/min,进给速度3.167 mm/s,磨料粒径216.185μm,加工时间35.856 min,预测Ra为0.178μm。对工艺参数进行调整,试验得到的Ra为0.182μm,与预测值相比误差为2.24%。基于PSO-ELM方法构建316L不锈钢细长管内表面粗糙度预测模型,实现对工件内表面粗糙度的精确预测,应用粒子群方法得到最佳工艺参数组合,提高了磁粒研磨316L不锈钢细长管的加工效率。     

磁性磨粒制备技术

磁力研磨是一种新的研磨工艺,本文介绍了用于磁力研磨的磁性磨粒的性能要求及制备技术。     

模具曲面光整加工中数字化磁力研磨技术

本文针对模具制造过程中模具表面的自动化研磨光整加工的问题，介绍了一种数字化磁力研磨技术。简述了其原理，详细论述了数字化研磨三维加工模型的获得、工艺参数的选择、数字化研磨轨迹的生成方法以及专用和改装的数字化磁力研磨设备等关键技术，证实利用数字化磁力研磨可以对模具曲面进行有效地自动化光整加工。     

混合型磁性磨料在磁力研磨加工中的应用

介绍了一种新型的磁性磨料 ,并对该磨料的加工性能进行了实验研究 ,得到了该磨料的最佳配比。这对磁力研磨技术的生产化 ,以及该技术在模具精加工中的应用具有重要的意义