磁力研磨铁磁性材料的工艺参数及表面形貌实验研究

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随着现代工业对零部件加工精度和表面质量的要求不断提高,光整加工技术的应用发展越来越引起人们的重视。磁力研磨作为一种新型的光整加工方法,其优秀的加工柔性和加工适应性吸引了大批学者进行研究。  本文综述了国内外学者针对磁力研磨光整加工技术开展的各项研究,并详细介绍了磁力研磨的加工原理,及其三个重要的组成部分:磁力源、磁性磨料和待加工对象。本文主要以实验研究为主,并辅助以相关仿真软件分析,对磁力研磨铁磁性材料的工艺参数和研磨后工件的表面形貌进行详细的研究,获得了工件表面质量较好时的加工工艺参数。  首先,利用正交实验方法对研磨液类型、磨料粒度、磨料比重、加工间隙和磁场强度5个因素,分别4个水平进行了调质45钢的平面磁力研磨工艺参数优化实验。得到优化后的工艺参数组合:油酸研磨液、360# SiC磨料、磨料比重30%、加工间隙1mm、0.359~0.133T(φ30mm×20mm永磁铁)。其次,利用ANSOFT软件仿真和实验的方法,研究了在磁极头表面加工出矩形槽、60°V型槽、圆环槽和圆孔分布4种不同表面结构对磁力研磨后工件表面形貌的影响,综合仿真和实验结果,得出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%。第三,利用Graph数学分析软件和实验方法,研究了磁力研磨时不同的磁极进给方式(直线型进给、次摆线型进给和正弦曲线型进给)对工件表面形貌的影响。经过对比分析,得出次摆线型进给时工件表面形貌最佳。最后,将磁力研磨对象从平面拓展至曲面。采用实验和ANSOFT仿真的方法研究了圆柱外表面研磨时,四种不同磁极设置形式( N、N-S180、N-S90和N-S90-N90)对工件表面质量的影响。最后得到磁力研磨圆柱外表面时,最优的磁极设置形式为N-S90-N90型,并且磁极的设置形式会对磁性磨料的分布产生影响。
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