磁性磨粒光整加工中磁性磨粒的特性及型号编制

作为磨具的磁性磨粒是实现磁性磨粒光整加工技术的必要条件和关键因素,但由于多种原因,目前已经成为制约该技术进入实际应用阶段的技术瓶颈。根据磁性磨粒光整加工的定义,通过分析磁性磨粒的构成和要求,按照不同的构成特点及制备工艺等对磁性磨粒进行分类并编制型号,以方便使用和管理,并为磁性磨粒综合性能评价体系的建立、标准的制定以及磁性磨粒的批量化生产和市场化应用奠定基础,加速磁性磨粒光整加工的实用化进程。     

磁性磨粒光整加工中磁场发生装置的设计与开发

磁场发生装置是磁性磨粒光整加工设备的核心部件,磁性磨粒的饱和磁感应强度是磁场发生装置的主要设计参数。通过设计测量装置确定磁性磨粒的饱和磁感应强度,最后设计并开发了磁场发生装置,同时为各种磁场发生装置的设计开发和磁性磨粒的选用提供一定的参考。     

砂轮约束磨粒喷射精密光整加工工艺特性研究

研究了砂轮约束磨粒喷射精密光整加工工艺特性，分析了磨粒尺寸、磨料流体浓度、加工循环、砂轮速度、携带流体对加工表面质量的影响。利用平面磨床M7120对Q235A进行喷射加工实验，用TALYSURF轮廓仪测量加工后的微观几何参数值，用扫描电镜和金相显微镜观察表面微观形貌。实验结果表明，选用质量分数10％W7Al2O3微粉与防锈润滑液进行喷射加工20～30循环，不仅保持或获得高的表面肜状精度，而且又可高效的获得具有粗糙度Ra0．15～1．6μm的无缺陷加工表面，明显去除磨削加工过度塑性变形，减少表面层污染和磨削烧伤，实现高效、高精度、低粗糙度，并且磨削和抛光可以集成的表面精密光整加工新方法。     

精密阀芯光整加工实验研究

为了改善某电液伺服阀芯表面质量,提出一种改进的游离磨粒光整加工方法。对C616机床进行改造,在机床上加设第二主轴和磨料喷射装置,使用毡轮配合刚玉磨料浆液对零件表面进行抛光,采用金相显微镜观察零件加工前后表面形貌变化。实验结果表明:在给定范围内,选用浓度为10%的8 000目白刚玉微粉、毡轮转速为8 000 r/min加工5 min后,明显去除了零件车削后残留的表面条纹,有效改善了伺服阀芯表面质量。     

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...     

非固结磁性磨粒的加工性能试验

探讨了非固结磁性磨粒的构成,利用正交试验对影响磁性磨粒加工性能的因素:颗粒大小、质量比、结合剂等进行试验分析。结果表明:当铁磁相Fe粉的目数为200目,磨粒相SiC的目数为120目,铁磁相与磨粒相的质量比为3∶1,加工时间3 min时加工效果最佳;同时再加入偶联剂会得到更好的加工效果,而被加工材料以45钢的光整效果最好。相对于烧结法和黏结法的磁性磨粒,该方法工艺简单、成本较低,同时又有较好的加工性能,这对于简化磁性磨粒制备工艺,以及磁性磨粒光整加工技术在精加工中的应用具有现实意义。     

砂轮约束磨粒喷射精密光整加工微观形貌及耐腐蚀特性研究

本文主要对磨粒喷射精密光整加工表面进行几何特性评价及耐腐蚀特性研究,通过对表面微观轮廓高度参数、横向间距特性参数以及微观形状特性参数研究表明,磨粒喷射加工表面微观高度特性参数Ra值、Rq可降低50%以上,同时,Rz、Ry、Rt、Rp和Rm也都大幅度下降,喷射加工表面轮廓高度特性参数值比磨削加工明显改善;喷射加工表面轮廓微观不平度的平均间距Sm和轮廓的单峰平均间距S都不同程度降低.轮廓微观不平度间距明显减小,轮廓对于中线的交叉密度增加.利用SHR20步入式恒定湿热淋雨结合试验箱,实验研究了表面形貌对抗腐蚀性能的影响,结果表明,和磨削加工相比,磨粒喷射加工表面耐腐蚀性能明显提高,在相同的腐蚀条件下,喷射光整加工表面腐蚀量最轻,磨削烧伤表面腐蚀量最大.     

脉冲电化学光整加工中表面形貌变化试验*

探究脉冲电化学光整（PECF）加工过程中表面形貌变化特性及其工艺能力。在能实现表面良好加工效果的参数范围内, 对 304 不锈钢车削与磨削表面进行脉冲电化学光整加工,通过对加工前后表面微观形貌变化规律的对比分析,研究脉冲电化学光整加工工艺对不同表面的整平能力。试验结果表明：脉冲电化学光整加工车削和磨削表面所能获得的最终表面粗糙度大体相当,加工后两种表面粗糙度 Ra、R_z 和 R_sm值处于同一量级,分别达到 0.09、0.7、50 μm 左右。表面微观形貌趋于一致, 表面完整性良好,表面特征指标不具有显著差异性。脉冲电化学光整加工车削和磨削表面的形貌变化过程有所差别,车削表面存在由原始表面形貌向脉冲电化学光整加工表面形貌转变的一段中间过程,磨削表面形貌则在短时间内迅速转变为脉冲电化学光整加工表面形貌。对原始表面较为粗糙的零件或者难以采用磨削加工的薄壁件,PECF 加工是一种具有实际应用价值的加工方式,且对于一些具有特殊要求的功能性表面形貌,车削后进行 PECF 加工可能成为一种新的加工方法。     

游离磨粒精密光整加工方法综述

指出了磨粒精密光整加工是先进制造技术的重要组成部分之一，是保证产品精度和表面质量的重要方法。磨粒光整加工在改善表面精度和提高表面层力学机械性能的同时，又提高了加工精度和表面完整性。论述了磨粒精密光整加工技术的原理、特点、关键技术及在工业生产中的具体应用，其目的是在装备制造业中，利用磨粒进行光整加工实现低成本、高表面完整性、高效率精密加工。     

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...     

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...     

脉冲电磁场辅助平面磁粒研磨加工试验

目的 在传统的平面磁粒研磨加工中添加脉冲辅助磁场,增大加工区域中磁感应强度和加工时磁感应强度动态变化,丰富磨料粒子在加工时的运动形式,使研磨轨迹复杂化,降低工件表面粗糙度,获得更好的工件表面形貌.方法 通过分析磨料粒子在有无辅助磁场时各自的受力情况,探究辅助磁场对磨料在加工时运动状态的影响,研究脉冲辅助磁场下磨料的运动...     

永磁场磁力研磨TC11钛合金的实验研究

目的解决钛合金机械加工后表面质量差的难题。方法采用磁力研磨工艺对TC11钛合金进行了表面光整加工。以表面粗糙度为主要评价指标,研究了磁力研磨工艺参数对钛合金表面质量的影响,并对工艺参数进行了优化。采用优化后的工艺参数对钛合金进行了表面光整加工,研究了磁力研磨工艺对钛合金金相组织的影响。结果当加工间隙为3 mm时,研磨压力适宜,加工后工件表面粗糙度值最小。采用粒径为100目的磨粒使工件表面研磨加工后纹理更细,表面粗糙度值最低。提高主轴转速,工件表面材料去除率增加,当主轴转速为1500 r/min时,加工后工件表面粗糙度值最小。对比工件加工前后的金相组织,加工后试样表面组织晶粒变细,晶界增多,工件表面应力状态由张应力转变为压应力。结论实验确定了较优的工艺参数组合,即:加工间隙为3 mm,磨粒粒径为100目,主轴转速为1500 r/min。采用永磁场磁力研磨工艺,能够大幅降低TC11钛合金表面粗糙度,并使钛合金表面组织得到改善。     

磁性磨料在磁力研磨加工中受磁场力作用的研究

针对国内在磁力研磨加工机理领域上研究的不足，论文在磁力研磨加工原理的基础上，利用建立磁场图的方法，对磁力研磨加工中磁性磨料所受的磁场力进行了理论上的分析和推导，结果表明磁场对磁性磨料的作用力大小与磁性磨料的粒度、磁性磨料的磁化率、加工区域的磁场强度、磁通集中情况以及磁场梯度有着重大的关系。     

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。     

磁屏蔽对内圆磁力研磨加工影响的研究

在分析内圆磁力研磨加工原理的基础上，通过建立适量的假设条件，简化了磁力研磨加工区域中的磁场，利用拉普拉斯方程及必要的边界条件推导出在磁场中圆柱腔内、外磁感应强度的近似关系，并对不同壁厚的45钢圆柱管进行对比试验，结果表明内圆磁力研磨加工只适合加工薄壁磁性材料圆管工件。     

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。     

磁极开槽对磁粒研磨加工镍钛合金血管支架管材内壁表面质量的影响

目的 提高镍钛合金血管支架管材内壁的表面质量及磁粒研磨加工效率,研究开槽与不开槽磁极对磁粒研磨加工镍钛合金血管支架管材内壁表面质量的影响.方法 建立了有限元仿真模型,分别模拟了开槽磁极与不开槽磁极的磁感应强度分布情况.结合仿真结果,使用搭建的镍钛合金血管支架管材内壁磁粒研磨加工设备,分别采用开槽磁极和不开槽磁极进行镍钛...     

SLM成形打印件振动辅助磁力研磨试验

目的 研究使用振动辅助磁力研磨去除选区激光熔化(SLM)成形打印件表面的未熔融粉末时,各加工参数对试样表面粗糙度降低率和表面形貌的影响。方法 结合波导管工件,采用SLM成形打印AlSi10Mg试样,并利用自行研制的振动辅助磁力研磨装置进行加工间隙、磁极转速、振动频率、加工时间等4个因素各5个水平的单因素试验,以表面粗糙度降低率为评价指标,探究各加工因素对试样表面粗糙度降低率和表面形貌的影响规律。结果 对于采用选区激光熔化成形的试样来说,当加工间隙从3 mm增大到7 mm时,试样的表面粗糙度降低率显著降低,最大降低率为84.7%,最小降低率为6%。当加工间隙为3 mm时,试样表面的未熔融粉末基本去除,表面较平整。当磁极转速从200 r/min增大到1 000 r/min时,表面粗糙度降低率先增大后趋于稳定,在转速为200 r/min时表面粗糙度降低率最小(24.3%)。当转速达到400 r/min甚至更高时,表面粗糙度降低率趋于稳定,表面粗糙度降低率保持在80%左右。表面粗糙度降低率随着振动频率增大的变化情况较为复杂,但是总体呈现先增大后减小的趋势,并且在振动频率为15 Hz时,表面粗糙度降低率最大(84.7%)。当加工时间从10 min增大到50 min时,表面粗糙度降低率呈现先增大后减小的变化趋势,在加工时间为40 min时,表面粗糙度降低率最大(81.7%)。结论 加工间隙、磁极转速、振动频率和加工时间对表面粗糙度降低率都有不同程度的影响,SLM成形的试样经过振动辅助磁力研磨之后,表面粗糙度显著降低,表面未熔融粉末得到有效去除。