电磁式磁力滚压工具的研发及试验研究

磁力滚压是一种将磁技术和滚压技术结合的新技术用以提高长不锈钢管内表面质量。为了实现电磁式磁力滚压加工,研发出一套新型磁力滚压工具。通过对磁力滚压加工机理进行分析,得到电磁式磁力滚压加工滚压力的有效范围;基于滚压力的范围和工件的结构设计磁力滚压工具;利用Ansoft对系统磁路进行优化,确定出磁力滚压工具结构以及与之相匹配的滚压加工频率;搭建电磁式磁力滚压加工系统,对长不锈钢管进行磁力滚压加工试验。结果表明:电磁式磁力滚压工具有良好的加工特性,工件的有效滚压加工频率为(4～9)Hz,系统的最佳加工频率为9Hz。     

磁力滚压技术及试验研究

磁力滚压技术是依据磁力驱动原理完成对非导磁管类工件内表面滚压加工的一种新型加工工艺。基于异性磁极相吸原理,其外部旋转磁场带动内部滚压工具同步转动,从而完成对工件内表面的光整加工。研究其加工机理,确定影响磁力滚压的主要因素;进行磁力滚压加工试验,确定了最佳工艺参数:当变频器输入频率为20Hz、轴向进给速度为0.4m/min、加工行程为5个时,工件内表面加工质量和效益达到最佳,验证了磁力滚压技术可有效提高不锈钢管工件内表面质量。     

电磁式磁力滚压加工启动过程研究

电磁式磁力滚压是一种将电磁技术和滚压技术结合的新技术用以提高长圆不锈钢管内表面质量.电磁式磁力滚压加工系统的启动是影响加工效率和加工效果的主要因素之一.通过对电磁式磁力滚压加工启动过程进行理论分析确定出系统启动需要满足的条件;利用Ansoft对启动过程进行仿真,得到不同启动频率下长圆不锈钢管磁力滚压启动参数;搭建试验平台进行磁力滚压加工启动试验,得到不同启动频率下磁力滚压加工系统启动瞬时最高温度及启动后稳定运行的温度数据.结果 表明:在满足启动力学和热学条件的情况下,电磁式磁力滚压加工系统能启动的频率范围为(4～9)Hz,系统启动并稳定运行的最佳频率为9Hz,启动时间为1.2s,提高了启动效率并为持续加工奠定了基础.     

磁力滚压系统磁路优化研究

磁力滚压技术是利用磁场力实现滚压光整加工的一种新型的无切削塑性变形加工工艺。磁力是影响磁力滚压系统加工效果的主要因素之一,磁力滚压系统磁路是影响磁力大小的关键因素。根据磁力滚压要求设计了磁力滚压系统磁路,并运用Ansoft软件对影响系统磁路效果的主参数进行了优化分析,结果表明:经优化后的磁力滚压系统满足加工可行性条件,给后续磁力滚压的刀具制作提供了理论依据,为提高长不锈钢管内表面质量提供了一种新的加工工艺。     

内置液性塑料式小径磁力滚压刀具研究

针对磁力滚压过程中载荷多变、接触应力不均的问题,对磁力滚压机理进行了理论分析,依据液性塑料的不可压缩性、均匀传压的特点研发了一套新型刀具。基于Ansoft对系统磁路进行了有限元仿真,确定了磁力滚压刀具的磁力线分布与单磁极平均径向磁力,结合ANSYS Workbench静态场仿真,验证了刀具结构的合理性;利用Fluent对液性塑料在预应力与载荷变化工况下进行了数值模拟,分析得出了液性塑料的引入能使各滚珠滚压力在滚压过程中保持均匀分布,当工况变化时,在0.008 s的时间内即可完成均匀传压;最后对新刀具的加工性能进行了试验验证。研究结果表明:采用内置液性塑料磁力滚压刀具加工,可使不锈钢管内壁R_a由0.828降低到0.187,粗糙度值与周向残余应力分布趋于均匀;该结果对提高长不锈钢管内表面加工质量有积极意义。     

端面滚压和内孔滚压工具

利用金属材料塑性好而对工件表面进行滚压加工,使工件表面产生塑性变形,从而降低表面粗糙度。因这种滚压加工具有加工效率高、能提高工件表面硬度的优点,所以常被采用。这里介绍两种液压工具,可用在车床上对端面、内孔进行滚压加工。端面滚压装置如图1所示,滚压时,将装置装于刀架上,用螺母9调节弹簧5的伸缩来调节滚压压力的大小,旋转盖帽3时要保证钢球1的自由旋转,然后用螺母4锁紧。若钢球1的表面粗糙度Ra达0.0125μm,对铝制工件端面的滚压时,可获得表面粗糙度Ra0.04μm。     

高强度耐磨铝青铜材料的滚压性能研究

在自行研制的气动滚压装置上,应用响应曲面法中的Box-Bahnken试验设计对高强度耐磨铝青铜材料的滚压性能进行了研究,分别建立了表面粗糙度、显微硬度与滚压参数(滚压力、滚压速度和滚压次数)的数学模型,分析了各参数对表面粗糙度和显微硬度的影响。试验结果表明该滚压装置能使铝青铜工件的表面质量由加工前的Ra2·02μm、HV201达到Ra≤0·12μm、HV330以上。最后根据试验结果对滚压参数进行了优化。     

磁力研磨18CrNiMo7-6渗碳淬火钢外圆面的工艺参数优化

对提高磁力研磨18CrNiMo7-6渗碳淬火钢外圆面表面质量的工艺参数进行研究.采用混合正交试验的方法建立混合正交试验表;以磁力研磨加工后的三维表面粗糙度值Sa为主要考察指标,通过极差分析和方差分析分别对混合正交试验的结果进行分析;NPFLEX三维表面测量系统观测工件的三维表面形貌.由混合正交试验结果得出,当碳化硅粒度号为400#、碳化硅质量百分比30％、铁粉粒度号120#、磁场强度0.6T、加工间隙2 mm、工件周向线速度0.2m/s时工件的表面粗糙度达到最小值0.033μm.影响磁力研磨加工18CrNiMo7-6渗碳淬火钢外圆面的三维表面粗糙度的工艺参数的主次顺序及较优组合为:铁粉粒度号120#、加工间隙1 mm、碳化硅粒度号800#、磁场强度0.6T、工件周向线速度0.2m/s、碳化硅质量百分比35％.     

超声波辅助滚压GCr15轴承钢表面完整性灰色关联分析

为了实现超声波辅助滚压加工工件表面完整性的合理控制。以GCr15轴承钢为研究对象,选用转速、进给速度和静压力为主要加工参数,通过超声波辅助滚压试验,将灰色理论、响应曲面法和遗传算法相结合,对超声波辅助滚压GCr15轴承钢表面粗糙度、残余应力和硬度进行关联分析,建立灰色关联度预测模型,并对该模型进行优化研究。结果表明:静压力对超声波辅助滚压加工工件表面完整性影响最大,转速次之,进给速度最小;最优加工参数组合为进给速度25 mm/min,转速300 r/min,静压力247 N;此时所对应的表面粗糙度为0. 299μm,残余应力为-376. 4 N,硬度为759. 8 HV。研究结果对提高超声波辅助滚压加工工件表面完整性,确定最优超声波辅助滚压加工参数具有重要的工程意义。     

磁力研磨调质45钢的工艺参数和表面形貌研究

开展磁力研磨加工方法对调质45钢的加工能力以及最优工艺参数的研究。实验采用SiC磨料和铸钢粉的混合物作为磁性磨料,钕铁硼永磁铁做磁极,利用正交试验方法从研磨液类型、磨料粒度、磨料比重、加工间隙和磁场强度5个因素分别4个水平进行实验设计,通过比较加工前后工件被加工区域表面粗糙度改善率(%ΔRa)进行磁力研磨工艺参数的优化。实验结果表明,磁力研磨加工调质45钢的优化后工艺参数为:油酸研磨液、360# SiC磨料、磨料比重30%、加工间隙1 mm、0.359~0.133T(?30 mm×20 mm永磁铁);经磁力研磨光整加工后,工件表面粗糙度由初始的1.941μm降至1.053μm;磁力研磨加工后工件表面的加工纹理得到有效降低。