旋转超声辅助磁力研磨镍基合金试验研究

对现有新材料镍基高温合金进行旋转超声辅助磁力研磨试验研究。探讨该方法及工艺参数对工件表面微裂纹、褶皱、划痕等表面缺陷问题的去除效果。试验结果表明:旋转超声辅助磁力研磨光整加工磁极转速为1 000 r/min,磁性研磨粒子平均粒径为250 μm,超声振动频率为19 kHz时比传统磁力研磨效果有显著提高,工件表面粗糙度从R_a 3.4 μm降到R_a 0.07 μm;研磨后其内部应力由拉应力+46 MPa转变为压应力-126MPa,得到了良好的表面应力状态。在相同磁力研磨加工条件和试验参数下,该方法与传统磁力研磨加工进行实验对比,旋转超声辅助磁力研磨方法通过添加轴向高频旋转超声冲击,得到良好的工件表面质量及表面粗糙度;加工后工件表面划痕、褶皱、微裂纹基本去除,表面质量及表面微观形貌有显著改善。     

磁力研磨加工技术综述

在阐述磁力研磨加工技术发展历史和研究现状的基础上，介绍了磁力研究技术的基本原理，加工特点，并针对不同的加工对象，给出了几类典型的加工设备，最后指出结合曲面数字化技术的复杂曲面磁力研磨加工方法将具有广泛的应用前景。     

超声复合磁力研磨加工镍基合金GH4169异形管

为解决镍基合金GH4169异型管内壁难研磨及研磨不均匀问题,采用超声复合磁力研磨光整加工方法进行试验。分析在超声复合磁力研磨条件下,主轴转速、加工间隙、超声频率和超声振幅对异形管内壁表面质量的影响。结果表明：在超声轴向频率为19 kHz、振幅19 μm,主轴转速1000 r/min,磁性磨粒平均粒径250 μm,加工间隙2 mm加工条件下,加工30 min后,管件内壁表面粗糙度Ra由原始的2.4 μm降至0.31 μm。通过在管件内部添加圆柱形辅助磁极,使得内外两磁极形成闭合磁场回路,增加磁场力的作用。辅助磁极连接高频轴向超声振动,使得吸附在磁极上的磁性磨粒在旋转运动和轴向高频振动复合作用下划擦、研磨管件内表面。由于研磨轨迹发生交叉复杂化,使得异型管内壁研磨后的表面质量和表面粗糙度得到明显提高;管件内壁表面残余应力由拉应力+52 MPa转变为压应力-48 MPa,表面应力状态得到较好的改善。     

磁力研磨光整加工ZrO2陶瓷材料试验研究

目的利用磁力研磨光整加工技术提高ZrO_2陶瓷材料的表面质量,并探究主要工艺参数对ZrO_2陶瓷表面质量的影响规律,得到磁力研磨光整加工陶瓷材料的最优工艺参数组合。方法采用开米字槽的研磨磁极头,利用球形磁性磨料对ZrO_2陶瓷材料进行磁力光整加工。借助XK7136C数控铣床对工件材料进行加工试验,探究其表面改性能力。借助白光干涉仪和扫描电镜对抛光后的表面形貌进行检测分析,采用单因素试验法探究主轴转速、加工间隙、磨料填充量和进给速度对表面粗糙度的影响,并设计合理的交互正交优化试验,寻求最佳的工艺参数组合。结果在磁力研磨光整加工ZrO_2陶瓷材料过程中,当转速S=1000 r/min,加工间隙δ=2.5 mm,磨料填充量m=2.5 g,进给速度v=15 mm/min时,工件平均表面粗糙度可由研磨前的1.950μm下降到0.493μm。通过白光干涉仪和扫描电镜等对材料表面的检测分析可知,加工后工件的表面毛刺大大减少,表面质量得到了改善。结论采用磁力研磨光整加工技术和最佳参数组合,可以有效地降低ZrO_2陶瓷材料的表面粗糙度,得到高质量的表面。     

磁力研磨、电解磁力研磨和电解不织布研磨工艺的对比研究

叙述了磁力研磨、电解磁力研磨和电解不织布研磨三种工艺的工作原理,实验分析、比较了各工艺的特点,研磨性能,以及适用范围。     

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。     

SUS304不锈钢套内圆表面磁力研磨加工研究

使用自制的环形磁刷工具配合多轴运动电解复合磁力研磨机,对SUS304不锈钢套内圆表面进行磁力研磨加工试验,探讨氧化铝磨粒粒径、加工时间、加工负荷以及加工电流对表面粗糙度的影响。结果表明：在纯磨粒磁力研磨试验中,当磨粒粒径为3 μm、加工负荷为2 N及振动频率为4 Hz时,研磨加工10 min后,Rmax=0.198 μm、Ra=0.045 μm, 而在纯电解磁力研磨试验中,在负荷2 N与加工电流200 mA的加工条件下,研磨10 min后,Rmax=0.292 μm、Ra=0.069 μm,较纯磨粒磁力研磨效果稍差;在电解复合磨粒的磁力研磨中,当磨粒粒径为3 μm、加工负荷为2 N、振动频率为4 Hz及加工电流为200 mA时,可获得最理想的研磨结果,加工10 min后,Rmax=0.146 μm、Ra=0.033 μm,效果优于纯磨粒和电解的磁力研磨;在工具无进给的两阶段电解复合磁力研磨试验中,先使用3 μm粒径的磨粒、2 N的加工负荷、4 Hz的振动频率以及200 mA的加工电流,研磨4 min,随后更换粒径为1 μm的磨粒,研磨12 min后,Rmax=0.112 μm、Ra=0.024 μm,此时工件内表面已被加工成镜面。     

磁力研磨光整加工技术的实验研究

对影响磁力研磨光整加工技术的各种因素进行了实验研究 ,得到了各种因素的影响规律及存在的最佳值 ,对该技术在模具型腔精加工的应用具有重要的意义。     

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。     

超声复合磁力研磨异型管参数优化设计及分析

目的改善镍基合金异型管表面质量,降低表面粗糙度。方法在内置辅助磁极磁力研磨基础上添加轴向超声振动,促使磁力研磨粒子对管件内表面进行轴向划擦、刻划作用。采用响应面法对试验进行3因素3水平方法设计,建立参数优化三维数学模型,分析超声频率、超声振幅、主轴转速在两因素交互作用下,对异型管内壁表面质量、表面粗糙度的影响,并得出试验最佳参数组合。结果响应面法优化设计在超声频率19 kHz、超声振幅19μm、主轴转速1200 r/min条件下的加工效果最佳。在优化工艺参数下进行超声复合磁力研磨试验,加工30 min后,管件内壁表面粗糙度由原始2.4μm降至0.31μm,管件内表面残余拉应力由+49MPa转变为残余压应力?47MPa。结论在内置辅助磁极磁力研磨基础上添加超声轴向振动,使得研磨粒子翻滚加剧,研磨轨迹复杂化,有效改善了管件内壁表面粗糙度和表面加工质量。响应面法能够对试验结果进行优化参数数学建模设计,拟合出了最佳的加工参数组合,良好的应力状态有效地提高了工件的疲劳强度。     

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...     

磁力研磨加工K9光学玻璃的实验研究

目的提高K9光学玻璃研磨加工的材料去除率及表面质量。方法采用改进的磁力研磨工艺对玻璃表面进行加工,改变相对运动方式,磁力研磨过程中工作台及工具头同时转动。以材料去除率及表面质量为研究目标,研究磁力研磨主要工艺参数的影响。优选了工具头转速、研磨压力、工作台转速、磨粒大小等关键参数,进行了一系列实验。利用KEYENCE VK系列的形状测量激光显微镜观察不同加工条件下的微观形貌,并分析主要加工参数对表面质量的影响。利用JJ124BC双杰电子分析天平对加工前后进行称量,计算材料去除率。结果在本实验装置下,采用工具头转速为1500 r/min、工作台转速为200 r/min、加工间隙为2 mm、磨粒目数为150目的工艺参数时,加工试件的表面粗糙度值Ra达到120 nm。从3D微观形貌来看,该参数条件下可以获得更好的表面质量,表面一致性较好,最高点的值为2.8μm。结论经过改进的磁力研磨加工方法,研磨速度及研磨压力仍是关键的加工因素,K9光学玻璃的加工实验对硬脆材料的加工具有一定借鉴意义。     

非磁性外圆表面磁性磨粒光整加工实验研究

目的对比不同类型磁性磨粒的光整加工效果,找出加工效果较优的磁性磨粒以提高非磁性外圆表面的光整加工质量。方法以6061铝合金管为研究对象,在相同条件下采用不同类型的磁性磨粒进行光整加工实验。采用粗糙度测量仪测试试件加工前后粗糙度值的变化。使用电子天平测试试件加工前后的质量变化,得出不同类型磁性磨粒加工的材料去除率(MRR)。运用超景深显微镜观测试件加工前后的形貌变化,进一步对比不同类型磁性磨粒光整加工的效果。结果采用粘结法磁性磨粒光整加工时,Ra值从初始的0.326μm减小到0.286μm,Rz值从初始的2.34μm减小到1.95μm,MRR为0.26μm/min。采用简单混合磁性磨粒光整加工时,Ra值从初始的0.346μm减小到0.303μm,Rz值从初始的2.42μm减小到2.09μm,MRR为0.195μm/min。采用粘弹性磁性磨粒光整加工时,6 min后达到加工极限,Ra值从初始的0.332μm减小到0.146μm,Rz值从初始的2.25μm减小到1.05μm,MRR为0.651μm/min。结论与其他类型的磁性磨粒相比,采用粘弹性磁性磨粒光整加工非磁性外圆表面时,加工效果最优,试件表面质量得到大幅度提高。     

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。     

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     

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...     

磁力光整加工技术

分析了利用磁力进行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,其目的是在模具制造中,实现低成本、高表面完整性、高效率精密光整加工.     

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。