磁力光整加工永磁极结构参数设计及仿真

在磁力研磨加工中,磁极结构形状和参数是影响其加工效率的主要因素之一。本文以XK7136C数控铣床为加工平台,将主轴头头部更换为永磁研磨磁极,对磁极结构形状和参数进行研究。设计符合加工使用的两种不同形状的磁极,利用Ansys仿真软件对其磁场进行有限元分析。通过仿真分析及试验验证发现,两种不同形状的磁极与普通磁极相比都能提高磁力光整加工的效率,同时开槽后的锥形磁极比球形磁极的端面在磁力线分布上更加密集,聚磁能力更好。试验研究发现,镍基高温合金Inconel 718的表面粗糙度在21分钟内由Ra0.502μm下降到Ra0.059μm,表面显微硬度和残余应力也有所改善,设计的磁极结构参数更有利于磁力光整加工。     

磁力光整加工平面磁极头设计及仿真

作为以提高表面质量的磁力光整加工技术,磁极的设计起着至关重要的作用.提出将永磁极设计为锥形以取代笨重的电磁极,仿真了磁极有无锥度的磁场强度分布,发现有锥度磁极的磁场分布较集中,可增加资源利用率且锥度为1∶0.6时磁场分布较强.分析了开槽能够改善磁场梯度分布,且开矩形槽和槽深宽之比为1∶1时产生的磁场效果最佳.并采用试验验证,磁极有锥度后工件表面质量改善效果要比无锥度磁极好.     

磁力研磨加工永磁极设计及仿真研究

为进一步提高磁力研磨加工的表面质量和加工效率,基于平面磁力研磨装置,采用端面中心材料去除且开矩形槽的强永磁材料作为磁极,进行磁力研磨加工。利用ANSYS对磁极不同端面形状、开槽尺寸的磁力线分布和磁场强度分布进行模拟仿真,并通过磁力研磨加工试验验证设计磁极实际加工效果。结果表明:去除中心材料的磁极磁力线分布更加密集且增大了磁极中心处的磁场强度,从而提高研磨效率;通过仿真对比发现,当磁极中心去除材料半径与底面半径之比为1:3且开矩形槽深宽之比为1:1时研磨质量最佳。     

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。     

磁力研磨加工的永磁极结构优化设计

通过分析总结磁力研磨加工机理及永磁极结构,得出磁极端面形状对空间磁场分布的影响是决定磁力研磨加工表面质量和加工效率的关键因素。利用ANSYS软件对磁极进行建模与仿真,并对比分析仿真结果中磁力线的分布和磁场强度的分布,其结果表明,去除磁极端面中心部分材料半径与端面半径之比为1∶3的材料且在磁极端面开矩形槽的深宽之比为1∶1时,加工区域产生的磁场强度值可达到0.85~1.2T,且能获得较高的磁场强度梯度。这种利用仿真软件指导磁极设计的方法,为磁极的设计改进提供了理论依据和参考方案。     

磁研磨法应用于模具型腔的光整加工

磁研磨加工法具有很好的柔性、自适应性、可控性等优点,可以在复杂形状工件表面得到较低的粗糙度值,可以加工过去传统工艺所无法加上的复杂形状内表面,如复杂型腔、微型内螺纹表面、弯管内表面等工件.利用磁研磨法对复杂自由曲面型腔的光整加工的工作原理、加工条件等做了介绍,对影响自由曲面模具型腔光整加工的磁研磨特性分析.     

高精度轴和孔的研磨

研磨是一种高精度光整加工工艺。如研磨圆柱形工件,尺寸精度可以达到0.001～0.003mm。表面几何形状精度:圆度可以达到0.1～0.3μm;母线平行度可以达到0.5～1μm;表面光洁度可以达到▽10～▽14。当两个圆柱体零件精密配合时,要求有一定的间隙或过盈,那么研磨工艺则是控制尺寸达到精密配合的行     

基于螺旋交叉磁场的大曲率不规则弯管内表面磁研磨研究

通过改变电磁极的励磁方式和布置方式配合吸附有磁性磨料的柔性辅助磁链形成不同研磨运动轨迹,以解决大曲率不规则弯管弯折处内表面精密抛光难题。在工件内部放置由多个径向充磁磁极串联而成的柔性辅助磁链,以加强研磨区域磁感应强度,进而增强研磨压力,并光顺通过弯管弯折处,以提高弯管弯折处内表面质量。根据磨粒运动轨迹模型,提出交叉电磁极耦合研磨磁路轨迹方法,形成螺旋交叉磁场,解决大曲率弯管弯折处磁极干涉无法排布问题。针对大曲率不规则TB8钛合金弯管弯折处内表面进行抛光实验,实验结果表明:当磨粒的平均粒径为250μm时,研磨液用量为8 m L,激励电流为1 A,转速在800 r/min范围内,经过50 min的研磨,采用螺旋交叉电磁研磨后的工件表面质量明显优于旋转电磁研磨,表面粗糙度降至Ra 0. 32μm。基于螺旋交叉磁场下的柔性辅助磁链的磁粒研磨,对大曲率不规则弯管弯折处内表面质量的提高有显著作用,为复杂空间弯管内表面的光整加工提供了一种新的方法。     

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。     

永磁涡流调速器传动性能分析与正交实验优化

以一台双盘式永磁涡流调速器为研究对象,理解了永磁涡流驱动机理,建立了三维瞬态磁场有限元模型。仿真结果表明:导体盘上三维磁密集中区域形状与永磁盘中永磁体形状几乎相同,磁密集中区域数目与永磁体极数相同;轭铁区域内的三维磁场分布为辐射带形状,磁密值高低区域相邻布局,导体盘上产生了与永磁体数目相等的涡流回路,相邻涡流区域涡流方向相反,中间部分涡流密度较低,相邻涡流回路交界处即正对应于永磁体处的涡流密度最高,平均转矩与转差呈现递增规律,两者之间线性数学关系非常显著。运用正交实验方法研究表明:在实验约束条件下因素主次顺序依次为磁极数、永磁体宽、永磁体长、永磁体厚,确定了永磁涡流调速器关于永磁体的最佳参数方案。结果表明:较原结构平均转矩提高了14.2%,转矩密度提高了18.0%,永磁体材料减少了3.2%。     

滚子制造工艺(11)

研磨圆柱滚子外径的目的,是为了改善滚动表面的粗糙度,以及降低轴承的噪音.研磨是一种出现较早的光整加工方法,它既能用于平面加工,又能用于外径或内孔的曲面加工.研磨后研的工件表面尺寸精度和几何形状精度可达到0.1～0.3μm,糙度可达到Ra0.01μm.而且工件表面质量均匀,尺寸稳定.研磨时,研具在一定的压力下与被加工面作复杂的相对运动,而磨粒则在两者之间发生滑动和滚动,从而产生切削和挤压作用;与此同时,研磨液中的液体与工件表面发生化学反应,使工件表面产生一层氧化膜,并很容易地被磨粒刮去.就这样,研磨既起着机械切削作用,又起着物理化学作用.     

镜面磨削的试验研究

概述 镜面磨削是近年发展起来的光整加工的新工艺。 国外对此项工艺的研究很重视,它在精密套类零件光 整加工中的应用逐渐广泛。在我国,这项新工艺的试 验研究也发展得很快,生产上已开始应用。 镜面磨削之所以被人们重视,是因为它具备一些 独特的优点。 (1)镜面磨削的工件能够获得　12～14的表面光洁度且有很广阔的使用范围,如加工内外圆柱面(包括不通孔)、内外圆锥面、端面和成型面等。而超精加工和研磨加工的方法,加工尺寸及范围都有很大局限性。 (2)镜面磨削能够修复上一道工序留下来的几何形状偏差,保证被磨工件的几何精度(特别是直线性…     

永磁场磁力研磨316L不锈钢实验研究

基于磁力研磨,采用永磁极吸附雾化法制备的新型球形磨料,对316L不锈钢进行光整加工.研究了当加工时间和磁感应强度为定值时,主轴转速、加工间隙、磨料粒径、磨粒相粒径对表面粗糙度和材料去除量的影响及其变化规律.并利用正交设计得出优化的加工参数:转速S=1 000 r/min,加工间隙δ=1.5 mm,磨料粒径为150～124μm时(磨粒相粒径为6μm),工件经研磨后平均原始表面粗糙度可由研磨前的0.275μm下降到0.038μm(工件最初表面粗糙度值为2.76μm).     

NiMnGa合金/环氧树脂复合材料力磁耦合细观模型的建立及应力-应变关系模拟

基于热力学理论和等效夹杂原理建立了包含机械能、化学自由能、磁晶各向异性能、Zeeman能和再取向过程硬化函数的Ni Mn Ga合金/环氧树脂(Ni Mn Ga/ER)复合材料的力磁耦合细观模型,模拟了零场下复合材料的应力-应变曲线,并与试验结果进行对比,最后预测了不同磁场强度(0～1.8 T)和磁场角度(与应力方向的夹角,0°,45°)下复合材料的应力-应变曲线。结果表明:模拟得到复合材料中马氏体变体再取向和逆再取向的临界应力分别为39.2,41.8 MPa,与试验结果的相对误差均不大于1.2%,验证了模型的准确性。磁场角度为45°下复合材料的应力-应变迟滞环比磁场角度0°下更大;当磁场角度为0°时,磁场强度越大,应力-应变迟滞环越大。     

复杂形面零件的光整加工

对一些内外形面十分复杂的铸造件,其形面铸造精度受其几何形状和模具工艺制造水平的限制,不能满足人们的要求,需进行光整加工,而传统的磨削、滚压等加工手段又无法加工。因此,寻求解决这一难题的工艺方法十分必要。目前国内常用的加工方法有螺旋振动研磨法、液体抛光法和电化学抛光法等,结合我们的具体应用,在此介绍给大家,以供参考。     

调磁式异步磁力联轴器三维气隙磁场研究

针对一台14对极21个调磁极片的调磁式异步磁力联轴器,为研究其气隙中永磁磁场与调制磁场的空间分布规律,利用有限元模拟的方法,得出静态与瞬态下三维气隙磁场的分布及周期性;基于等效面电流法,采用Matlab软件进行离散化编程求解,得到外气隙永磁磁场沿径向、周向及轴向的三维空间分布及周期性;采用多维高精度数字化测磁装置对联轴器的永磁磁场及调制磁场进行两种不同方案的三维测量。结果表明,永磁磁场与调制磁场均呈现周期性分布,其周期数分别为14、7;瞬态下气隙磁场的磁感应强度幅值大于静态时的幅值;气隙磁场存在端部效应,气隙磁场径向与周向分量的端部磁场小于中间磁场,轴向分量则相反;测量结果与模拟结果、解析结果具有很好的一致性。     

机夹密齿端铣刀

图1所示机夹不重磨端铣刀的结构,比一般机夹不重磨端铣刀紧凑、简单,适于制成密齿结构。刀片径向、轴向的定位,靠锥面和刀体槽,采用内六方螺钉拉紧圆柱销以楔面压紧。选用经研磨和刃磨的313或P3XH13三角形刀片。实践证明这种结构效果较好,可提高工效2～3倍,加工表面光洁度可达 5～6。刀具几何角度:可根据加工要求,选择主偏角为60°、75°、90°等(见图2～图4)。径向前角γ选用负值,按铣刀直径大小和加工情况来定。γ=arcsin     

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％.     

硬质合金滚压工具

本单位生产硬质合金滚压工具已有20余年历史。滚压加工广泛运用于机械加工、液压、重型机械等行业,是一种对机械零件表面进行光整和强化的工艺,它利用硬质合金滚轮对工件表面施加压力,使其表面产生塑性变形,达到修整表面微观几何形状、降低表面粗糙度值的目     

硬质合金滚压工具

本单位生产硬质合金滚压工具已有20余年历史。滚压加工广泛运用于机械加工、液压、重型机械等行业,是一种对机械零件表面进行光整和强化的工艺,它利用硬质合金滚轮对工件表面施加压力,使其表面产生塑性变形,达到修整表面微观几何形状、降低表面粗糙度值的目的,