磁研磨法在复杂形状轴类零件加工中的应用

磁研磨法是利用磁场中的磁力线,将磁极间的磁性研磨粒子结合成具有一定刚性的磁性磨粒刷。将工件插入此工作区域内,磁力刷随工件形状的改变而改变,压附在工件表面,对复杂形状的工件表面进行全方位抛光处理。文章以阶梯轴零件为例,就复杂形状的轴类工件应用磁研磨法加工原理和研磨特性进行了讨论。     

镶嵌式磁性磨粒光整加工磁极设计与研究

为了提高平面磁性磨粒光整加工效率,减弱较大尺寸平面磁性磨粒光整加工不均匀等问题,磁极的设计起着至关重要的作用。通过理论分析和磁场仿真得出,应采用镶嵌式大直径磁极并添加沿工件表面的往复运动。其中当镶嵌式磁极头上小永磁体磁极材料选为N45钕铁硼时,通过磁路定律计算得出小圆柱磁极高为8 mm、底面直径为10 mm。最后,试验表明:1采用镶嵌式磁极头并添加往复运动能够提高磁性磨粒光整加工效率;2设计磁极在主轴转速650 r/min左右时光整加工效率较高。     

切入磨削装置

本发明是一种切入磨削装置,即成形磨削装置。 在内圆切入磨削或成形磨削时砂轮经常产生超负荷不良现象,即由于砂轮与工件的几何关系,内圆磨削的磨削宽度往往比外圆磨削大,有时还会发生冷却液及润滑油供应不足的现象。所以,内曲面加工常常要根据具体情况采用各种切削工具来加工。在形状复杂的情况下,用这类切削工具的加工工序长,耗时多;与磨削加工相比,表面精度和尺寸公差都低。 当润滑不良而砂轮超负荷时,由于聚集在磨削部位的空气中氧气的作用,在砂轮与工件之间会发生化学反应,从而产生烧伤。 本发明采用了一套喷射回转润滑装置(图1),把流…     

磨粒簇叶序排布砂轮外圆磨削凹坑结构化减阻表面的仿真

机械零件表面结构化能够起到减阻耐磨的作用,磨削加工能够有效地加工出规则的结构化表面,基于此,依据生物学叶序排布原理设计了磨粒簇叶序排布砂轮并建立了数学模型。为探讨磨粒簇叶序排布砂轮磨削外圆结构化表面的形成机理,建立了磨粒的运动方程并讨论了实现结构化表面的磨削条件,利用MATLAB仿真了不同转速比γ和叶序参数h,以及磨削深度ap下工件结构化表面的形貌特征;仿真结果表明,转速比γ越大、叶序参数h越小工件周向凹坑数目就越多;磨削深度ap越大,凹坑的周向尺寸越大。     

磁场作用下磁性抛光液体的抛光特性及实验研究

介绍了一种基于旋转磁性抛光液体的抛光技术。磁性抛光液体在磁力搅拌器的作用下产生旋转运动,利用外加强磁场作用增大磁性液体的粘度和剪切屈服应力,当加工工件放入磁性抛光液体中,磁性抛光液体与之相接触的工件表面发生磨削,从而达到对工件表面的光整加工。实验详细研究了磁性抛光液体抛光后工件的抛光区内表面粗糙度与抛光时间和位置之间的关系,实验结果表明:旋转磁性抛光液体抛光可以用于对工件进行超光滑加工,抛光时间越长,各处粗糙程度越接近,表面粗糙度越好,并且表面粗糙度比单独用研磨抛光膏的效果好。     

外圆磨削砂轮形貌仿真与工件表面粗糙度预测

对磨削砂轮形貌、外圆磨削过程及工件表面形貌进行了仿真,实现了对工件表面粗糙度的预测,并对仿真模型进行了验证。采用Johnson变换和Gabor小波变换,实现了高斯域和非高斯域的转化,在随机域内对磨削砂轮形貌进行了仿真。根据外圆磨削运动过程,通过对砂轮和工件相互作用过程的分析,建立了磨粒运动轨迹方程和工件形貌方程,在考虑磨粒切削、耕犁与摩擦作用的条件下,对外圆磨削过程进行了仿真。建立了外圆磨削模型,实现了对加工工件形貌的仿真和粗糙度预测。     

切入进给速度与金属切除率

切入磨削法是外圆磨床应用较多的一种磨削方法。它又称定进给磨削法、横磨法和等速切入法,见图1。磨削时,砂轮工作面上的磨粒负荷基本一致。在一次磨削循环中可分为粗磨、精磨和光磨。因为生产效率比较高,所以在大批量生产中得到了广泛地应用。但由于砂轮与工件无相对轴向运动,磨粒在工件上的切痕交错重复的机会较少,因此,加工后工件表面粗糙度差于纵向磨削法,适于加工表面为(?)7～9的范围。     

自由曲面数字化磁性磨粒光整加工机床

介绍一种自由曲面数字化磁性磨粒光整加工机床,着重介绍其原理、结构、组成、工具、磁性磨料、曲面数字化测量和编程方法。该机床通过对模具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,利用吸在工具磁极上的磁性磨料为工具,通过磁极带动磁性磨粒作高速旋转,实现工件自由曲面光整加工的自动化。     

砂轮修整器在磨床上的应用

每一台内外圆或者专用磨床都会有一套对本身砂轮进行修整的砂轮修整器。砂轮在对工件进行磨削时,砂轮磨削区的温度大约在1000℃左右,磨粒磨削点的温度也有几百度。在磨削过程中砂轮磨损经过磨耗磨损、磨粒磨损、脱落磨损三个周期以后,在它的表面会形成砂粒蜕化不锋利,并且还留下许多磨削颗粒堵塞砂轮气孔,这样就难以对工件进行磨削加工。     

用普通磨床超精度磨削

一般工厂没有高精度磨床,要磨削出表面粗糙度Ra0.025μm的表面是非常困难的。如果将 M131W普通外圆磨床经过检修、调整,并对砂轮合理的精、细修整,就能达到预定的要求。 一、超精磨削的原理 超精磨削是利用在砂轮工作面修整大量等高的磨粒微刃从工件表面切除微薄的余量。。从而获得很高加工精度的方法。此外,还由于在无火花磨削阶段,仍有很明显的摩擦、滑挤、抛光和压光等作用,故加工所得的表面光洁度更佳。 图1为磨粒上微刃的示意图。在普通磨床上要磨削表面粗糙度为 Ra 0.025μm的表面工件,先用锋利的金刚石,以很小而均匀的进给量精密地…     

磁极开槽情况对磁力研磨的影响

通过ANSOFT软件仿真和实验的方法,研究在磁极头表面加工出矩形槽、60°V型槽、圆环槽和分布圆孔4种不同槽型时对磁力研磨后工件表面粗糙度的影响。采用ANSOFT软件仿真磁极头表面加工出不同槽型时,工件表面的感应磁场强度分布。仿真结果表明:在磁极头表面加工出矩形槽时,工件表面感应磁场周向梯度最明显。实验结果表明,在磁极头表面加工出矩形槽时,工件表面粗糙度改善率最高为32.95%。对比不开槽和加工出矩形槽两种磁极头形式下的磁力研磨加工结果,得出采用矩形槽开槽形式时,磁力研磨的加工效率有所提升。     

电磁无心夹具的应用

对轴承套圈和环形零件的磨削加工,由定心装夹到无心装夹在磨削工艺中是一次重大的改革,对提高产品的加工精度、生产效率、减轻劳动强度、实现单机自动化、降低加工费用,起着重要的作用。我们认为对于环形零件的磨削加工,电磁无心夹具是较为先进的,现将我厂的电磁无心夹具应用情况介绍如下:一、电磁无心夹具一般原理(如图1)以工件端面与外圆定位,利用直流电磁线圈产生磁力,将工件吸在磁极端面上,使工件中心沿着主轴中心O向θ角方向偏移到O＇,从O到O＇的距离为e,e值称为偏心量,当主轴以n/分的转速     

磁力研磨外圆面的磁极设置及工艺参数优化

对磁力研磨Q345外圆面的磁极设置形式和工艺参数进行研究。采用控制变量法研究四种磁极设置形式(N、NS180、N-S90和N-S-N)对磁力研磨后工件表面质量的影响;应用正交实验方法进行四因素(加工间隙、工件转速、磨料比重和磨料粒度)三水平的正交实验组设计;分析对比不同实验条件下得到工件表面粗糙度改善率(%ΔSa)和表面形貌,确定较优的磁极设置形式和主要工艺参数组合。从实验结果中得出:磁力研磨外圆面的较优磁极设置形式为N-S-N型;优化的工艺参数组合为:加工间隙1mm、工件转速830r/min、SiC占磁性磨料总比重40%和SiC磨料粒度240#;磁力研磨加工后的工件表面尖峰与凹谷的最大高度差Sz从10.944μm降至3.441μm,有明显降低。     

非固结磁性磨粒的制备工艺与试验研究

磁介质相和磨粒相的粒径比直接影响磁性磨粒的导磁性能和磨削性能。通过建立力学模型,研究了磁介质相和磨粒相的粒径比A与工件磨削作用力的关系,推导出理论范围为A=1.12-3.34。提出采用硅烷偶联剂KH-550对铁磁相和磨粒相表面化学包覆改性,以聚乙烯醇为粘结剂制备非固结磁性磨粒,用三种不同粒径比的非固结磨粒对304不锈钢薄板研磨加工,结果表明:当粒径比A为3.04时,加工15min后工件表面粗糙度Ra值从0.344μm降到0.036μm,加工效果最好,表面微观形貌得到明显改善,与理论计算范围一致。     

磁性磨料研磨加工的实践与研究

本文介绍了磁性磨料研磨的加工原理，不仅对磁极的形状加以分析，还对工件在磁场中的受力情况进行理论分析。对淬硬了的工件外圆进行磁性磨料研磨的加工试验，得出了有轴向振动，无轴向振动，不同的轴向振动频率，以及不同研磨时间对加工表面粗糙度和研磨量的影响；从而得出了优化的磁性磨料研磨的加工参数。对实施实际的磁性磨料研磨的加工有一定的指导和借鉴作用。     

磨削烧伤和磨削裂纹产生的原因及预防

磨削加工在机械加工中占有相当重要位置,淬火后工件表面的加工,及较高的尺寸精度和表面粗糙度,主要是靠磨削来保证。磨削加工所用的砂轮表面,是由无数磨粒组成的,每个磨粒相当一把刀具,所不同的是,大部分磨粒具有负前角和小后角。由于磨粒在砂轮表面的分布有高有低,很不规则,在磨削过程中,有些磨粒切削工件形成切屑,有些磨粒仅在工件表面上刻划出痕迹,还有一些磨粒即不切削也不刻划工件,而只是与工件表面产生滑擦,因为磨削速度很高(为车、铣床速度的20倍),这种刻划和滑擦将产生高达1000℃左右的温度,会引起被磨工件表层金相组织的变化。磨削所消耗的能量也是比较大的。因此,磨削过程比其他金属切削加工过程更为复杂。 1.磨削烧伤和磨削裂文产生的原因     

工件旋转法磨削硅片的磨粒切削深度模型

半导体器件制造中,工件旋转法磨削是大尺寸硅片正面平坦化加工和背面薄化加工最广泛应用的加工方法。磨粒切削深度是反映磨削条件综合作用的磨削参量,其大小直接影响磨削工件的表面/亚表面质量,研究工件旋转法磨削的磨粒切削深度模型对于实现硅片高效率高质量磨削加工具有重要的指导意义。通过分析工件旋转法磨削过程中砂轮、磨粒和硅片之间的相对运动,建立磨粒切削深度模型,得到磨粒切削深度与砂轮直径和齿宽、加工参数以及工件表面作用位置间的数学关系。根据推导的磨粒切削深度公式,进一步研究工件旋转法磨削硅片时产生的亚表面损伤沿工件半径方向的变化趋势以及加工条件对磨削硅片亚表面损伤的影响规律,并进行试验验证。结果表明,工件旋转法磨削硅片的亚表面损伤深度沿硅片半径方向从边缘到中心逐渐减小,随着砂轮磨粒粒径、砂轮进给速度、工件转速的增大和砂轮转速的减小,加工硅片的亚表面损伤也随之变大,试验结果与模型分析结果一致。     

磨削热的产生及减小措施

磨削热会引起工件烧伤、变形、裂纹,因此,如何减少磨削热是提高磨削质量的重要课题之一。 1.磨削热的产生砂轮在对工件表面进行磨削加工时,由于磨粒微刃对被加工件表面的切削、刻划、摩擦和抛光作用,使金属在短时间内经历挤压、滑移、挤裂和切离四个阶段。而磨粒与工件的摩擦及金属的塑性变形能量则全部转化为热量,在磨削区域局部表层的     

减少和避免磨削烧伤的方法

一、引言磨削加工一般都作为工件的精加工工序，其任务就是要保证产品零件能达到图纸上所要求的精度和表面质量。磨削表面质量包括磨削表面粗糙度和磨削表面层的物理机械性能两方面的内容。因为磨削加工时磨粒对工件的作用包括滑擦、刻划和切削，并且大多数磨粒是负前角和小后角，所以在整个磨削过程中，会产生大量的磨削热，使磨削区的瞬时温度可达1000oC左右，这样高的温度会使工件表面层的金相组织发生变化，造成磨削烧伤。磨削烧伤表面具有颜色，是由于磨削表面在磨削热的作用厂产生氧化层，并呈现出不同的光谱干涉色的缘故，也就是相…     

磁性复合磨粒化学机械抛光技术及其加工试验研究

提出一种新型的磁性复合磨粒化学机械抛光技术。该技术利用磁性聚合物微球与SiO2磨粒组成的复合磨粒抛光液,在辅助磁场的作用下,实现了一种磨粒尺寸与硬质抛光盘微观形貌依赖性小、材料去除率较高的抛光工艺。建立直径8 mm、高度不等的稀土钕铁硼永磁体以点阵形式组合形成的4类辅助磁场。仿真计算表明,柱状下凹磁极的磁场磁力HdH/dz分布均匀,磁性微球受到的磁力一致性好。对磁性微球在抛光系统中的受力分析表明,磁性微球受到的磁力有助于复合磨粒从近抛光区域进入抛光区域,磁性复合磨粒能以二体磨损的方式划擦去除加工表面。以表面粗糙度Ra 0.5μm的硬质抛光盘进行硅片抛光试验,施加辅助磁场前后,硅片的材料去除率从66 nm/min提高到179 nm/min,硅片表面粗糙度由抛光前Ra 405.860 nm减小到Ra 0.490 nm。