磁极形状对磁粒光整加工的影响

通过实验的方法对磁粒光整加工中的关键技术——磁极的形状作了全面的探讨。实验证明，在磁极表面开矩形槽比开其它形状的槽更能改善工件的质量、提高加工效率，而且当矩形槽的槽深和槽宽比为1：1时最佳。这不仅解决了在磁粒研磨中经常出现的“磁滞”的现象，同时也延长了磁极的使用寿命。     

磁粒光整加工基础研究

研究了磁场分布，磁场力及材料去除规律并进行相应的实验分析，从理论上证明了加工区域内磁场分布不均匀而导致的磁粒流动及磁刷形成的变化，是影响磁粒切削性能的关键因素；实验研究了磁场力、磁极形状对切削量的影响规律，结果与理论解析一致；而润滑剂可大幅度提高去除量，且表面粗糙度存在最佳值。研究成果为深入系统地研究加工机理提供理论依据和实践基础。     

数字化磁粒光整加工技术的数值模拟

利用有限元的方法模拟了磁极不同开槽方式和开槽尺寸对磁粒研磨加工工艺的影响，得到了磁极表面在开不同形状型槽的情况下，加工区域中的磁位分布、磁场强度分布以及磁粒和工件表面的受力分布。结果表明，在磁极表面开矩形槽，而且型槽的齿与槽的宽度之比为l：l时，比磁极表面不开槽、开V型槽、漏斗型槽以及其它尺寸的矩形槽更有利于提高加工的效率和加工的质量。同时对模拟的结果进行了实验验证，实验结果和模拟的结果非常吻合。     

电化学磁粒光整加工实验

从电化学磁粒光整加工对材料去除量和表面粗糙度影响规律的实验结果表明,由于磁粒加工过程中不断地去除钝化膜,使表面露出的新基体,从而进一步加速了电化学过程,实现表面整平,磁粒光整加工和电化学过程的复合,使光整加工效率和表面质量得到提高。     

磁场电化学磁粒复合光整加工实验研究

开发出一种新的光整加工工艺－磁场电化学磁粒复合光整加工。研究了磁场环境下离子运动轨迹方程,分析了复合光整加工的原理并进行了相应的实验,由于洛仑兹力和电场力的综合作用,改变了离子运动轨迹,使被加工表面峰点电流密度更集中,磁场的搅拌作用,加快了电化学过程,使极间电流密度增大,蚀除速度加快,磁场电化学磁粒复合光整加工,与磁粒光整加工,电化学磁粒光整加工相比,提高了加工效率,改善了表面粗糙度。     

不锈钢管内孔旋转磁场磁粒光整加工

利用脉冲电路控制发生的旋转磁场 ,实现不锈钢管内孔表面旋转磁场磁粒光整加工 ,研究磁极结构对加工质量的影响。实验结果表明 :不同的磁极结构 ,光整加工效果不同 ,其中 N- S- S- N型效果最好 ,N- S- N- S型效果最差。该工艺为旋转磁场磁粒光整加工在实际生产中推广应用提供有益的依据。     

复杂曲面三坐标数字化磁粒光整加工控制系统

在介绍磁粒光整加工原理和特点的基础上,详细介绍了作者研制的三坐标磁粒光整加工控制系统的软硬件结构、复杂曲面的数字化测量和自动编程方法.该加工控制系统集复杂曲面的数字化、自动编程和三坐标数控加工功能为一体,是结合国际上先进的磁粒光整加工、三坐标数字化测量和三坐标数控技术研制而成的.该系统的研制成功,为实现模具复杂形面的自动高精度光整加工提供了条件.     

磁粒光整加工中复杂曲面数字化测量技术研究

介绍磁粒光整加工技术中导电测头的设计及利刚该测头对复杂曲而进行数字化测量的软件设计。     

新型的复杂曲面磁粒光整加工机床

介绍了一种复杂曲面光整加工机械--三坐标数字化磁粒光整加工机床.该机床通过对复杂曲面的数字化测量和自动编程,得到磁极与工件保持一定间隙沿工件表面运行的加工轨迹,利用吸附在工具磁极上面的磁性磨料为工具,通过磁极带动磁粒沿工件表面作高速旋转,从而实施对工件表面的光整加工.该机床的研制成功实现了复杂曲面光整加工的自动化.     

磁极表面开槽对磁力研磨加工影响的数值分析

利用有限差分的方法对磁极开槽情况下磁力研磨加工区域中的磁场分布进行了数值分析，提出了一种等磁位线的计算绘制算法，得到了加工区域磁场分布的等磁位线图。结果表明，在磁极表面开槽，可以有效地改变加工区域磁场的分布，将均匀磁场改变成非均匀磁场，增加磁场梯度，从而提高加工效率。     

磁力光整加工铝镁合金永磁极研究

以主轴改造后的XK7136C数控铣床为平台,以AZ31系镁合金与7075-T651铝合金为研究对象,通过理论计算与磁场仿真,设计出适用于加工铝镁合金结构材料平面的强永磁材料磁极,并采用雾化快凝球形磁性磨粒进行试验,以验证该种光整加工方法的可行性及球形磨粒性能。使用“米字槽”与“田字槽”两种磁极分别对两种材料进行研磨实验。实验结果表明：两种端面开槽方式均可防止磨料的局部堆积,保证磨料的流动性,并使端面磁通密度增大,磁场强度梯度增大,提高研磨效率。两种磁极所研磨表面粗糙度分别为0.126 μm和0.148 μm,端面拥有更大磁通密度的“田字槽”磁极前期研磨效率更佳。     

磁性研磨在模具曲面抛光中的应用

针对大型模具曲面精整加工的问题,探讨采用磁性研磨加工模具曲面的工艺。根据磁性研磨加工原理,基于数控铣床研制了磁性研磨实验装置,采用工具旋转的磁性研磨加工方式,磁性磨料受到磁场约束力和离心力的作用,成为影响加工过程正反两方面的因素。对模具曲面进行磁性研磨加工实验,针对模具曲面研磨量不均匀问题,分析了影响曲面研磨量的主要因素,提出了从磁极形状和研磨轨迹等方面控制研磨量的方法。     

光学自由曲面化学磁性研磨抛光的表面粗糙度试验

针对自由曲面光学玻璃研磨抛光存在的问题,提出通过数控技术结合化学磁性研磨技术来实现自由曲面光学玻璃的研磨抛光。应用正交试验设计对化学磁性研磨试验的4个因素进行研究,最终获得各个因素对于工件表面粗糙度影响的主次顺序,并确定其最优组合为:研磨时间60min,磁感应强度0.8T,研磨间隙1.0mm,磁极转速为3000r/min。     

内圆表面磁性研磨加工的研究

通过对薄壁套筒内表面磁性研磨加工的原理分析和影响加工特性的各种加工因素的实验研究，探讨内表面的最佳磁磨工艺方法，同时表明磁性研磨加工有着十分广阔的应用前景和较主的经济效益。     

曲面磁力抛光刀具路径规划与驻留时间算法研究

复杂曲面的自动抛光加工方法与效率一直是困扰模具曲面加工的难题,将磁力抛光与数字化测量、控制技术相结合,可以较好地解决曲面抛光加工的效率与自动化问题。参考数控加工理论,对自由曲面加工的刀具轨迹以及轨迹生成算法进行了分析,重点探讨了抛光刀具的驻留时间控制算法。     

采用粘结法的磁性磨粒制备工艺及实验研究

现有的粘结法制备工艺存在混合不均等问题,且磁介质相和磨粒相在破碎过程中会发生分离,易造成浪费,为此,提出了一种新的粘结法磁性磨粒制备工艺。在相同条件下,运用两种不同工艺分别制备了两种磁性磨粒,并进行了实验研究。采用扫描电镜、三维超景深显微镜观测试件表面,并用电子天平测试试件光整加工前后的质量变化。实验结果表明,采用新粘结法工艺制备的磁性磨粒对试件进行光整加工10 min后,表面粗糙度值Ra从0.800 μm减小到0.076 μm,材料去除率的最大值为0.67 μm/min。与现有粘结法工艺制备的磁性磨粒相比,新粘结法制备的磁性磨粒的微观结构良好、各成分分布均匀,加工性能更加优异。     

磁场分布对多磨头磁流变抛光材料去除的影响

为研究磁场分布对材料去除的影响,设计轴向充磁异向排布、轴向充磁同向排布、径向充磁异向排布、径向充磁同向排布4种磁铁充磁和排布方式,利用有限元软件Maxwell仿真不同磁场的磁力线分布及抛光轮表面的磁感应强度分布,并采用数字特斯拉计测量实际磁感应强度。对单晶硅基片进行定点抛光试验,检测抛光斑沿抛光轮轴向的去除轮廓及峰值点的表面形貌。仿真和实际磁感应强度检测结果表明,不同磁场分布方式对抛光区的磁场分布有很大影响,磁铁轴向充磁同向排布与径向充磁异向排布时,具有较高的磁场强度和较好的多磨头效果。定点抛光试验表明,采用轴向充磁同向排布与径向充磁异向排布这两种方式时,能实现多点加工,其中轴向充磁同向排布时加工效率较高;但采用径向充磁同向排布时,由于抛光区磁感应强度较低,磁流变微磨头无法对工件进行有效地抛光。峰值点表面形貌检测结果表明,采用不同磁场分布方式时,对工件表面均是以塑性去除方式去除。研究表明,通过优化磁铁充磁和排布方式,可实现多磨头磁流变抛光的加工原理。