旋转永磁场光整加工磁场发生装置设计及其实验研究

【摘要】： 随着生产技术的提高,人们对表面质量的要求越来越高,特别是在航天和医疗器械的零件当中,硬质细长孔较多,作用却非常重要。为使孔表面获得较低的粗糙度和良好的物理力学性能,需去除由各种加工方法在不同程度上产生的毛刺和提高表面完整性,以提高产品的使用性能、延长其使用寿命。传统的光整加工方法,因其工艺特点,使用时都有一定的局限性,对内腔沟槽、盲孔等难以加工。 旋涡气流光整加工存在轴向加工不均匀的缺点,传统磁性研磨的光整加工方法解决此问题,效果也不好。利用太原理工大学表面光整技术研究所的光整加工设备,本文提出旋转永磁场光整加工和旋涡气流磁场复合的加工方法,并进行了大量的工艺实验,通过理论分析,实验测试,数值计算和计算机仿真的方法,取得了一些研究成果。本文加工效果主要是以表面粗糙度来进行衡量的,主要进行了如下研究: 1.分析旋转永磁场光整加工下磨粒的受力情况,得出影响加工的主要因素。 2.满足加工需要的磁感应强度下,如何设计的永磁体的体积最小,仔细探讨永磁体的基本理论,确定永磁体的基本尺寸。运用有限元仿真软件ANSYS,仿真磁感线和能量分布图,确定合理的磁极间隔角。 3.进行了旋转永磁场光整加工实验,探讨了绿碳化硅磁性磨料和粘弹性磁性流体磨料做此加工工艺磨具的可行性,通过大量的工艺实验和正交实验,得出影响旋转永磁场光整加工工艺的因素对加工效果的影响程度。 4.采用旋涡气流磁场复合的光整加工方法,突破旋涡气流存在的缺陷,克服旋涡气流能量容易衰减,加工不均匀性的问题,拓宽了旋转永磁场光整加工的方法,是对复合加工方法的新运用。 本文深入、系统、全面的研究了旋转永磁场光整加工工艺,对适合此工艺加工的磨具进行了很多尝试,同时探索了旋涡气流磁场复合光整加工方法的可行性,为研究旋转永磁场光整加工方法搭建了一个新的平台,对进一步推动此工艺向前发展奠定了基础。