磁力研磨加工表面粗糙度特性研究

针对大型模具曲面光整加工问题.探讨采用磁力研磨加工模具曲面的工艺.根据磁力研磨加工原理,基于数控铣床研制了磁力研磨实验装置,对平面和凹面的磁力研磨加工进行了实验研究.采用工具旋转的磁力研磨加工方式,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.经过对磁力研磨加工过程中加工区域的磁感应强度、加工间隙、磁极工具转速及加工次数等参数对工件表面粗糙度影响的研究,得到了平面与凹面的磁力研磨加工过程优化参数.     

磁力研磨加工塑料模具钢的表面粗糙度特性研究

针对大型模具曲面精整加工的问题,探讨采用磁力研磨加工模具曲面的工艺。基于数控铣床研制了磁力研磨实验装置,对塑料模具钢磁力研磨加工进行了实验研究。采用工具旋转的磁力研磨加工方式,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。经过对加工区域的磁感应强度、加工间隙、磁极工具转速、进给速度及加工时间等参数对工件表面粗糙度的影响规律的研究,得到了模具钢磁力研磨加工过程优化参数。     

数控电解磁力研磨光整加工工艺轨迹的生成与参数分析

概述了数控电解磁力研磨加工工艺的原理,并介绍了研磨轨迹生成的方法,通过实验对影响数控电解磁力研磨的各个参数进行了分析。     

磁力研磨法加工弯管内表面的工艺参数优化

利用磁力研磨法,使安装在六自由度机械手的磁力研磨装置带动弯管内部的磁粒刷沿弯管中心轴线往复运动,同时磁力研磨装置旋转,解决空间弯管内表面研磨加工的技术难题。选取了影响磁力研磨工艺抛光弯管内表面的主要工艺参数（磁极转速、加工间隙、磁性磨粒粒径、轴向进给速度）并应用正交试验设计法对钛合金弯管内表面进行了研磨试验,结合试验数据对工艺参数进行了分析和优化。通过对比钛合金弯管内表面研磨前后的表面粗糙度及形貌变化,验证了采用磁力研磨工艺对弯管内表面进行光整加工的可行性和可靠性。     

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。     

自由磨粒复杂曲面磁力研磨光整加工试验研究

为了实现复杂曲面模具表面高质量高效率磁力研磨光整加工,在3-TPT五自由度并联机床上进行磁力研磨光整加工的试验研究,对复杂曲面模具自动化研磨光整加工进行了初步探索.从理论上研究了自由磨粒磁力研磨光整加工机理,并针对不同形状的加工对象,实验研究了磁感应强度、研磨间隙、磨粒粒度以及研具表面形状对磁力研磨光整加工的影响及其变化规律.     

陶瓷材料超声研磨压力试验研究

超声研磨能有效提高研磨效率,使工件获得较高的尺寸精度和微观几何形状精度。通过不同振动模式下的Al2O3工程陶瓷普通与超声研磨对比试验,利用正交回归分析方法获得了优选工艺参数和经验公式,得出了各工艺参数对研磨压力的影响主次顺序,并分析了各工艺参数对研磨压力的影响规律。结果表明:超声研磨所获得的研磨压力低于普通研磨,且轴向研磨压力要小于切向研磨,超声复合研磨是适合工程陶瓷等硬脆材料的一种高效加工方法。     

超声研磨Al_2O_3工程陶瓷工艺参数研究

通过不同振动模式下的Al2O3工程陶瓷普通研磨与超声研磨压力对比分析,得出超声研磨时单颗磨粒的受力大小及受力方向,并通过试验研究了各工艺参数对研磨压力的影响规律。结果表明,超声研磨压力小于普通研磨,且不同工艺参数下的轴向研磨压力要小于切向研磨;随着各工艺参数的变化,普通研磨压力与超声研磨压力的变化规律基本相同,过大或过小的工艺参数均不能得到较小的研磨压力;超声振动研磨是适合工程陶瓷等硬脆材料的一种高效加工方法。     

超声磁力复合研磨钛合金锥孔的试验研究

为了提高钛合金锥孔的研磨质量和研磨效率,提出了采用超声波振动辅助磁力研磨的复合加工方案。加工时,磨粒在磁场束缚下切削锥孔表面,并对其进行不断撞击,且因为磁场力、超声振动力和离心力等综合影响的原因,磨粒的切削轨迹呈现明显的多向性。针对钛合金锥孔,与传统磁力研磨法进行试验对比,并分析研磨后试件的材料去除量、表面粗糙度和表面形貌等来验证超声磁力复合研磨的效果。结果表明：超声磁力复合研磨加工效率得到提高;锥孔的材料去除量增加至1.6倍;研磨后锥孔平均表面粗糙度由原始的R_a1.23 μm降至R_a0.25 μm,下降率是传统工艺的1.3倍;试件表面的微波峰、凹坑和加工纹理均被去除,锥孔表面质量得到显著提高,且试件形状精度得到改善。     

磁力研磨法在微小凹槽表面光整加工中的应用

针对模具上小凹槽内表面的毛刺去除难题,提出采用磁力研磨新工艺,通过磁场中磁力作用实现对模具型腔的内表面研磨加工,有效去除凹槽内表面的毛刺,降低表面粗糙度值,提高表面质量。利用自行设计的专用实验装置,分析了磁力研磨的加工原理和技术特点;通过理论分析,讨论了影响加工表面质量和加工效率的主要因素,并采用实验结合有限元分析,验证其理论的可行性,通过实验结果的对比对工艺条件进行了优化设计,为小凹槽内表面的光整加工提出了合理的解决方案和措施。     

基于超声波激振强化的软性磨粒流光整加工模拟与试验研究

为了提高软性磨粒流加工过程中的湍流强度分布均匀性与材料去除率,提出一种基于超声波激振湍流强化的软性磨粒流光整加工方法。在磨粒流约束流道内引入超声激励,利用超声波的空化效应控制流道内的流体流态。建立考虑液固及声场耦合的磨粒流加工动力学模型,对其加工过程中的流场特性进行了模拟研究,并搭建超声强化磨粒流加工试验平台进行验证。数值仿真结果表明,非定常流场可获得更为均匀的速度矢量和湍动能分布,超声波激振引起空化效应能够有效地增强软性磨粒流的湍流强度和避免加工死角的出现,同时揭示湍流增强导致磨粒流动轨迹复杂多变是加载超声波激振抑制磨粒流的过加工和粗糙度值翘尾现象形成的原因。加工试验表明,该方法可减小加工时间约6 h,能够得到更为均匀的表面质量。     

超声波加工参数的实验研究

超声波加工己被证明是陶瓷、金刚石、半导体等硬脆性材料加工的有效方法,但其加工效率不高制约着它的广泛应用。因此根据超声波加工材料去除率模型,对磨料粒度、静载荷等加工参数进行探讨,可得出各加工参数对材料去除率的影响。     

超声振动辅助固结磨粒抛光硅片表面形成机理及实验

基于超声加工所具有的加工效率和加工表面质量高等特性,提出了一种超声振动辅助固结磨粒化学机械复合抛光硅片新技术。对抛光工具及复合抛光实验系统的建立进行了描述,在此基础上开展硅片抛光表面形貌及材料去除机理的理论及实验研究,得到不同抛光力下的研究结果。所建立的理论模型及实验结果表明,超声振动辅助固结磨粒抛光有利于硅片表面质量及材料去除率的提高,且随着抛光力的增大,抛光表面质量下降,材料去除效果提高。     

基于单颗磨粒磨削的超声振动参数与磨削参数匹配性研究

超声辅助磨削是一种适于加工陶瓷等硬脆材料的先进复合加工技术。超声辅助磨削过程中,超声振动参数与磨削用量的匹配性决定了超声振动作用对磨削过程的影响程度,目前尚缺乏深入的研究。针对这一问题,采用单颗磨粒工具对SiC陶瓷工件抛光表面进行超声辅助磨削及普通磨削试验,通过单颗磨粒磨削力、力比、磨削划痕形貌的对比,分析超声振动作用对磨削过程的影响随磨削用量变化的规律。结果表明,相同条件下单颗磨粒超声辅助磨削的磨削力与力比均小于普通磨削时;磨削用量较小时,单颗磨粒超声辅助磨削划痕形貌呈明显的锤击作用及断续磨削特征。随磨削用量的增大,超声辅助磨削过程中的锤击作用显著弱化,断续磨削特征趋于消失,两种方法之间的磨削力差异减小,即超声振动参数与磨削用量的匹配性变差。     

New iron-based SiC spherical composite magnetic abrasive for magnetic abrasive finishing

SiC magnetic abrasive is used to polish surfaces of precise, complex parts which are hard, brittle and highly corrosion-resistant in magnetic abrasive finishing(MAF). Various techniques are employed to produce this magnetic abrasive, but few can meet production demands because they are usually time-consuming, complex with high cost, and the magnetic abrasives made by these techniques have irregular shape and low bonding strength that result in low processing efficiency and shorter service life. Therefore, an attempt is made by combining gas atomization and rapid solidification to fabricate a new iron-based SiC spherical composite magnetic abrasive. The experimental system to prepare this new magnetic abrasive is constructed according to the characteristics of gas atomization and rapid solidification process and the performance requirements of magnetic abrasive. The new iron-based SiC spherical composite magnetic abrasive is prepared successfully when the machining parameters and the composition proportion of the raw materials are controlled properly. Its morphology, microstructure, phase composition are characterized by scanning electron microscope(SEM) and X-ray diffraction(XRD) analysis. The MAF tests on plate of mold steel S136 are carried out without grinding lubricant to assess the finishing performance and service life of this new SiC magnetic abrasive. The surface roughness(Ra) of the plate worked is rapidly reduced to 0.051 μm from an initial value of 0.372 μm within 5 min. The MAF test is carried on to find that the service life of this new SiC magnetic abrasive reaches to 155 min. The results indicate that this process presented is feasible to prepare the new SiC magnetic abrasive; and compared with previous magnetic abrasives, the new SiC spherical composite magnetic abrasive has excellent finishing performance, high processing efficiency and longer service life. The presented method to fabricate magnetic abrasive through gas atomization and rapid solidification presented can significantly improve the finishing performance and service life of magnetic abrasive, and provide a more practical approach for large-scale industrial production of magnetic abrasive.     

径向超声振动辅助磨削加工过程分析

根据超声振动辅助磨削运动图,分析了平面磨削时单颗磨粒的运动过程;给出了单颗磨粒相对于工件的运动方程,绘制了单颗磨粒的运动路径;通过坐标转化推导了单颗磨粒在磨削区运动路径长度计算公式;从连续切削刃的角度出发,利用VB和Matlab对其运动轨迹进行仿真,分析了超声振动辅助磨削为分离型磨削过程的影响因素。     

超声辅助内圆磨削40Cr15Mo2VN轴承套圈的试验研究#br#

针对传统加工方式难以获得轴承套圈较小的表面粗糙度和表面波纹度的问题,采用超声辅助内圆磨削的加工方法来改善轴承套圈的表面质量。基于超声内圆磨削单颗磨粒运动轨迹分析,建立了表面粗糙度的理论模型,通过对轴承套圈进行超声内圆磨削试验,研究了各个加工参数对轴承表面质量的影响。研究结果表明：超声内圆磨削加工方法可明显改善轴承的表面质量;增大超声振幅可减小表面粗糙度而表面波纹度会先减小后增大;随着砂轮转速的增大,表面粗糙度及表面波纹度会先减小后增大;磨削深度和进给速度的增大会使表面粗糙度及表面波纹度增大,但超声内圆磨削可减小它们的增加量。     

Surface roughness modeling in chemically etched polishing of Si (100) using double disk magnetic abrasive finishing

Abstract

The present paper focuses on proposing a new method for determining the surface roughness of chemically etched polishing of Si (100) using double disk magnetic abrasive finishing (DDMAF). Based on chemical etching in KOH solution Vicker’s hardness of Si (100) at different concentration of KOH was determined in context to chemical etching phenomenon. A mathematical relationship was established to relate Vicker’s hardness of Si (100) as a function of the concentration of KOH. The penetration depth of abrasive particle into Si (100) workpiece was determined considering viz; the normal force acting on the abrasive particle under the influence of magnetic flux density and Vicker’s hardness of etched Si (100). The other modeling variables such as wear constant, penetration area of the abrasive particle into Si (100) workpiece which is dependent on the penetration depth of abrasive particle was modified in terms of magnetic flux density and concentration of KOH. The process parameters such as working gap, abrasive mesh number and the rotational speed of the primary magnet were also considered in modeling the surface roughness. The results of surface roughness obtained by the model were also experimentally validated. The theoretical and experimental findings agreed well with each other.     

高压磨料水射流切割工程陶瓷研究

采用高压磨料水切割和工程陶瓷,研究高压磨料水工艺参数对其切割深度的影响.从陶瓷材料力学和高压磨料水流体力学基础出发,建立冲击力和加工参数关系.实验结果表明切割深度与水的压力成正比,与喷嘴移动速度成反比.采用硬质合金和陶瓷两种材料制备了磨料喷嘴,研究了喷嘴磨损量与加工参数的关系,采用SEM分析了喷嘴磨损原因.