液体磁性磨具光整加工的参数选择

液体磁性磨具光整加工技术是用磨具本身的流变特性对工件表面进行光整加工的新技术.在实际加工试验研究的基础上,分析了磁场强度、工件转速、加工时间工艺参数对加工表面质量的影响规律;为进一步研究液体磁性磨具的加工机理和加工装置的改进提供了依据.     

液体磁性磨具光整加工机理的研究

液体磁性磨具是一种面向精密光整的新技术。从组成、加工机理和实验三个方面对液体磁性磨具进行了阐述。实验结果表明，用液体磁性磨具对零件表面进行光整加工可以达到满意的效果。     

纳米二氧化硅对液体磁性磨具稳定性改良的研究

液体磁性磨具是将最新的智能材料技术、磁流变技术应用于光整加工过程,但其稳定性大大阻碍了液体磁性磨具光整加工的实用化进程.因此文章主要研究液体磁性磨具中加入纳米级的二氧化硅对其沉降稳定性的影响.并就纳米二氧化硅对相变结构的影响机理进行分析.     

液体磁性磨具光整加工的流体动力学模型研究

液体磁性磨具是利用磁致相变原理研制的新型光整用具。参考了国内外相关研究之后,建立了液体磁性磨具光整加工的流体动力学数学模型,并用有限元分析软件ANSYS中的CFD模块-FLOTRAN,对液体磁性磨具加工中的流场（速度场）和剪切应力进行了数值模拟,该结果与理论模型取得了较好的一致。     

液体磁性磨具光整加工TC4钛合金的试验研究

为解决TC4钛合金材料难加工问题,采用液体磁性磨具对TC4钛合金进行了表面加工试验。通过调整工艺参数,采用田口方法对TC4钛合金液体磁性磨具光整加工的工艺参数进行优化。采用单因素试验法,研究磨料类型、磨料粒径、工件转速和电流强度等工艺参数对液体磁性磨具光整加工TC4钛合金材料加工性能的影响,并总结各工艺参数对工件表面粗糙度的影响规律。根据信噪比的望大特性分析得出,在液体磁性磨具光整加工TC4钛合金材料的加工过程中,当使用2 000目的白刚玉,主轴转速为500 r/min,电流强度为1.5 A加工时,工件表面粗糙度相对下降率%ΔRa达到了86.10%。液体磁性磨具光整加工TC4材料表面的最优工艺参数组合为:2 000目的白刚玉,主轴转速为700 r/min,电流强度为2.0 A。同时得出各工艺参数对工件表面粗糙度相对下降率%ΔRa的影响大小依次为:磨料类型磨料粒径工件转速电流强度。当采用2 000目的白刚玉配置的磨料进行加工时,工件的表面粗糙度Ra达到了0.096μm。采用液体磁性磨具光整加工技术可以有效地降低TC4钛合金材料的表面粗糙度和提升其工件表面加工质量,显著改善了传统加工方式中存在的烧蚀和烧伤现象。     

液体磁性磨具光整加工的电磁场发生装置设计与仿真技术研究

液体磁性磨具表面光整加工技术是工件与液体磁性磨具在外加磁场作用下,产生较高的剪切应力特性实现表面加工的技术。磁场发生装置的特性对磨具的配置、加工效率、加工质量等均有重要影响。因此阐述了磁场发生装置的基本要求和设计方法,并用有限元分析软件进行了分析。其加工质量高、形状适应性强、材料适应范围广已在实验中得到鉴证。     

纳米磁性液体材料在光整加工中的应用研究

磁性液体材料是一种特殊的新型材料,是由磁性纳米微粒(一般要求小于10 nm)均匀弥散于某种液体基液中所构成的稳定体系.磁性液体光整加工是利用磁性液体的流动性和磁性来保持磨料与工件之间产生相对运动,从而达到光整工件的精加工方法.根据磁性液体的典型特性,研究了用于磁性液体光整加工的磨削机理,阐述了磁性液体光整加工特点,介绍了实现磁性液体光整加工的方法.     

聚乙二醇对液体磁性磨具稳定性的影响研究

稳定性是评价液体磁性磨具性能的重要指标之一,其对液体磁性磨具在机械光整加工领域的商业应用与推广有着重要影响。为提高液体磁性磨具稳定性,依据液体磁性磨具中固相颗粒表面特性,提出了利用聚乙二醇(PEG)改性的方法。通过以聚乙二醇(PEG)添加量作为控制变量进行实验分析,发现聚乙二醇(PEG)的添加量对磨具稳定性有显著影响,并从微观角度讨论了聚乙二醇(PEG)添加量对固相颗粒间相互作用力的影响规律。研究成果对液体磁性磨具的配制具有一定的指导和借鉴意义。     

粘弹性磁性磨具对铝板平面的光整加工研究

介绍了一种新型的磁性磨料—粘弹性磁性磨具,该磨具制备工艺相对简单,使用方便且光整性能可靠,并概述了其工作原理及影响磨具最终光整效果的主要因素。通过所制粘弹性磁性磨具对铝板平面的光整加工实验,分析了磁极头旋转速度及光整加工工作间隙对磨具光整性能的影响。采用工艺优化的方案,提升了粘弹性磁性磨具的光整效率,经25min光整加工后,试件表面的Ra值可降低到0.121μm。粘弹性磁性磨具为磁性磨料制备的新思路,具有广阔的应用前景。     

粘弹性磁性磨具的细观力学数值模拟及实验研究

介绍了一种新型磁性磨具——粘弹性磁性磨具。在磁场力作用下,具有一定流动性的粘弹性磁性磨具可以很好地适应复杂结构化表面,与被加工工件表面形成相吻合的"柔性光整膜",通过与工件表面形成快速相对运动,实现表面微纳米级加工。基于颗粒填充复合材料理论,建立粘弹性磁性磨具的细观结构模型,计算颗粒界面和基体内的应力分布情况,分析磨具可能出现的损伤形式及位置,通过在磨具中加入偶联剂取得良好的加工效果。为粘弹性磁性磨具的制备及实际使用提供了依据。     

磁力研磨头形状对研磨效果的影响

磁力研磨是利用磁性磨料和磁场作用进行研磨加工的一种研抛技术．讨论了不同研磨头形状对磁力研磨的影响以及研磨头设计的要点．在五自由度并联机床上利用不同形状磨头对自由曲面的模具进行了磁力研磨试验．开槽研磨头比不开槽研磨头的研磨效果要好得多．实验分析了利用球型磨头对工件磁力研磨时,磁场强度、研磨间隙、研磨时间等因素对自由曲面模具表面研磨质量的影响．利用五自由度并联机床不仅可以去除自由曲面模具表面的切削残留痕迹,降低模具的表面粗糙度,还可解决传统手工研磨方式所引起的工件研磨质量不一致的缺陷。     

旋转磁场在微小工件磁力研磨加工中的应用

微小工件在工业产品中的应用日益增多,相对于其他工件的加工,微小工件由于在加工过程中装夹困难,至今缺少高效的加工手段。磁力研磨加工中使用旋转磁场被认为是解决微小工件加工困难的有效手段。介绍了磁力研磨技术在应用领域的最新成果,总结了产生旋转磁场几种的方法,分析了磁力研磨加工的加工原理和技术特点。讨论了影响磁力研磨加工质量的几个因素,解释了影响因素的作用原理。最后指出了在磁力研磨加工存在的问题,展望了旋转磁场在微小工件磁力研磨加工中的发展前景。     

Modeling and simulation of magnetic abrasive finishing process

Magnetic abrasive finishing (MAF) is one of the advanced finishing processes, which produces a high level of surface quality and is primarily controlled by a magnetic field. In MAF, the workpiece is kept between the two poles of a magnet. The working gap between the workpiece and the magnet is filled with magnetic abrasive particles. A magnetic abrasive flexible brush (MAFB) is formed, acting as a multipoint cutting tool, due to the effect of the magnetic field in the working gap. This paper deals with the theoretical investigations of the MAF process. A finite element model of the process is developed to evaluate the distribution of magnetic forces on the workpiece surface. The MAF process removes a very small amount of material by indentation and rotation of magnetic abrasive particles in the circular tracks. A theoretical model for material removal and surface roughness is also proposed accounting for microcutting by considering a uniform surface profile without statistical distribution. Numerical experiments are carried out by providing different routes of intermittent motion to the tool. The simulation results are verified by comparing them with the experimental results available in the literature.     

Modeling and simulation of magnetic abrasive finishing process

Magnetic abrasive finishing (MAF) is one of the advanced finishing processes, which produces a high level of surface quality and is primarily controlled by a magnetic field. In MAF, the workpiece is kept between the two poles of a magnet. The working gap between the workpiece and the magnet is filled with magnetic abrasive particles. A magnetic abrasive flexible brush (MAFB) is formed, acting as a multipoint cutting tool, due to the effect of the magnetic field in the working gap. This paper deals with the theoretical investigations of the MAF process. A finite element model of the process is developed to evaluate the distribution of magnetic forces on the workpiece surface. The MAF process removes a very small amount of material by indentation and rotation of magnetic abrasive particles in the circular tracks. A theoretical model for material removal and surface roughness is also proposed accounting for microcutting by considering a uniform surface profile without statistical distribution. Numerical experiments are carried out by providing different routes of intermittent motion to the tool. The simulation results are verified by comparing them with the experimental results available in the literature.     

Study of an internal magnetic abrasive finishing using a pole rotation system: Discussion of the characteristic abrasive behavior

An internal magnetic abrasive finishing process using a pole rotation system was proposed to produce highly finished inner surfaces of workpieces used in critical applications. Previous research found that the process incorporating one of the characteristic behaviors of the abrasive, the jumbling of the abrasive, results in aggressive contact of the abrasive against the inner surface, disturbing the smooth surface finish. The aim of this paper, therefore, is to characterize the in-process abrasive behavior against the surface and its effects on the finishing characteristics and to describe the finishing mechanism. The magnetic force acting on the magnetic abrasive, controlled by the field at the finishing area, is considered the primary influence on the abrasive behavior against the inner surface of the workpiece. This study examines the relationships between the magnetic field, the force on the abrasive, and the abrasive behavior. The surface roughness and material removal measurements resulting from finishing experiments demonstrate the effects of the abrasive behavior on the surface modifications. This paper also proposes a method to monitor the in-process abrasive behavior to facilitate processing.     

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。     

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。     

磁极开槽形状和尺寸对磁场分布和磁粒光整加工能力影响的研究

通过数值模拟和实验,研究磁极不同开槽方式和开槽尺寸对加工区磁场分布、磁粒受和和加工效率的影响。结果表明,磁极表面开矩形槽比开Ｖ形槽和漏斗形槽可以得到有利的磁场分布。开矩形槽时,槽与齿宽度之比在１：１时,可以取得较高的加工效率和较低的表面粗糙度。槽与齿宽度之比太小时,磁粒运动所需的驱动力不足,但太小时,磁粒对工件的压力减小,这两种情况都不利于加工效率和加工质量的提高。     

旋转磁场磁粒光整加工研究

为解决特大型,异型零件光整加工的难题,提出了脉冲电路控制产生旋转磁场实现磁粒光整加工的新思路。研究旋转磁场磁粒光整加工原理,并对旋转磁场发生装置进行设计分析及实验研究。结果表明,磁粒填充量直接影响材料去除量和表面粗糙度,且存在最佳值,磁粒中添加合理比例和粒度的铁粉,可以有效是提高光整加工效率,改善表面粗糙度。