线电极电火花磨削微细轴表面的液体磁性磨具抛光试验研究

为去除线电极电火花磨削加工微细轴表面的重铸层并提高表面质量,采用液体磁性磨具方法抛光微细轴,设计了液体磁性磨具抛光装置并集成至现有线电极电火花磨削机床,实现了对微细轴的在线抛光。采用液体磁性磨具对线电极电火花磨削后的钨材质微细轴进行抛光试验,并以黄铜材质微细轴作为对比,分析了液体磁性磨具抛光对单位材料去除量、末端摆动以及微细轴表面质量的影响。研究结果表明,微细表面材料可被均匀去除,钨微细轴形状刚度较好时抛光后的末端摆动几乎和抛光前一致,线粗糙度可从Ra0.1μm降到Ra0.05μm以下,并能有效去除表面的重铸层。

液体磁性磨具小孔光整加工材料去除机理及实验

针对小孔内壁光整加工技术的难题,本文提出一种新型精密研磨孔光整加工技术,以磁致相变理论为指导,从微观角度阐述了液体磁性磨具研磨孔光整加工的材料去除机理.采用"双刃圆半径"模型进行单个磨料颗粒切削模型研究,得出小孔光整加工的材料去除率数学表达式.通过实验验证了磨料粒度、入口压力、电流强度等因素对材料去除率以及表面粗糙度的影响,实验结果表明:在合适的范围内,增大磨料颗粒直径、入口压力以及电流强度有利于提高材料的去除率和表面质量.而当磨粒直径、入口压力以及电流强度选取过大时,虽然能获得较高的材料去除率,但是最终获得的表面粗糙度值并不理想.该研究为通孔零件内壁表面精密光整加工提供了有益参考.

聚丙烯酸改良液体磁性磨具稳定性实验研究

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应用与推广有着重要影响。依据液体磁性磨具中固相颗粒表面的化学特性,提出了利用聚丙烯酸改性的方法。以聚丙烯酸添加量作为控制变量进行实验分析,发现在一定的范围内随着聚丙烯酸添加量的增加,液体磁性磨具的稳定性提高,但是当添加量过多时,液体磁性磨具的稳定性不会提高反而急剧恶化。对单个固相粒子进行受力分析,从微观角度讨论了聚丙烯酸的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。

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。

液体磁性磨具孔光整加工工艺参数优化研究

合理选择液体磁性磨具孔光整加工工艺参数对于提高光整加工效率和孔内壁表面质量至关重要。而目前针对孔光整加工机理认识有限,参数优化成为了液体磁性磨具孔光整加工的难点之一,统筹考虑多工艺指标时的参数优化则更加困难。应用正交试验法,获得了单项工艺指标下的优化参数;采用灰色关联分析法,重点解决多工艺指标下参数优化问题。研究发现,电流强度为3.0A、加工时间为25min,以及入口压力为0.3MPa时,可以获得最佳的表面质量;电流强度为2.5A、加工时间为10min,以及入口压力为0.35MPa时,可以获得表面粗糙度最快降低速率,其中电流强度对加工质量和加工效率的影响程度最大。在统筹考虑加工质量和加工效率的情况下,最优参数组合:电流强度为3.0A、加工时间为10min,以及入口压力为0.3MPa。研究方法简化了优化过程,获得了优化后的参数组合,为孔光整加工参数选择和优化提供依据和方法借鉴。

液体磁性磨具孔光整加工过程表面粗糙度与压力差关系实验研究

针对液体磁性磨具小孔光整加工过程中难以实现小孔内表面粗糙度在线监测的现状,提出了基于压力差的表面粗糙度在线监测方法。该方法基于液体磁性磨具在小孔内流动时压力损失与孔表面粗糙度相关的现象,研究了被加工孔两端压力差与孔内表面粗糙度之间的关系,在实验的基础上,获得了压力差和表面粗糙度之间的定量关系模型,并进行了验证。研究发现,粗糙度与压力差的关系模型具有一定的准确性,该关系模型和方法可为孔表面粗糙度在线监测提供一种新的思路。

复合分散剂液体磁性磨具的分散机理

为提高水基液体磁性磨具的稳定性,选定六偏磷酸钠(SHMP)与聚丙烯酸(PAA)作为复合分散剂,纳米二氧化硅为辅剂,对悬浮液中固相颗粒表面进行改性,并研究其影响稳定性机理;对单个固相粒子进行微观分析,表征其物理特性,同时以沉降率和零磁场黏度为指标研究改性后的水基液体磁性磨具的稳定性。结果表明:六偏磷酸钠、PAA与纳米二氧化硅最佳的配方比例大致为0.19∶0.40∶0.41,稳定性最好。

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。

液体磁性磨具光整加工机理研究

液体磁性磨具在无外磁场作用下时表现出良好的流体特性;但在强磁场的作用下在毫秒级的时间内增加两个数量级以上,表现出类似固体的特性,这种特性称为液体磁性磨具的流变性。利用这种流变性实现光整加工的方法称为液体磁性磨具光整加工法。研究了液体磁性磨具微观结构后,对其加工机理进行了分析。

液体磁性磨具光整加工法及其磨具的性能研究

液体磁性磨具光整加工法是利用液体磁性磨具的磁流变特性开发的表面光整加工方法。介绍了液体磁性磨具光整加工法的工作原理,阐述了液体磁性磨具的磁特性、流变性及稳定性。

液体磁性磨具基液改性实验分析

为克服液体磁性磨具在加工工件后再分散稳定性和抗沉降稳定性的不足,通过实验研究得知,六偏磷酸钠和聚丙烯酸(PAA)对磁性颗粒的分散稳定性及沉降稳定性均有较好的控制作用;加入纳米二氧化硅能够更有效地提高液体磁性磨具的沉降稳定性,有助于改善液体磁性磨具的再分散性能。

SHMP与CMC复合分散剂液体磁性磨具性能研究

为了提高水基液体磁性磨具的抗沉降稳定性能并研究其对工件的光整加工性能,以羰基铁粉为磁性颗粒,绿碳化硅为磨粒,以同时达到低沉降率及适合的零场黏度为研究目标,在调查羧甲基纤维素钠(CMC)、六偏磷酸钠(SHMP)两个单体分散剂影响水基液体磁性磨具稳定性单因素实验结果的基础上,采用极端顶点法确定两种分散剂和纳米SiO_2混合的最佳分散剂配比,对其分散机理进行了初步的研究,并研究了其对硬铝(YL12)工件表面光整加工能力。实验结果表明,当m(SHMP)∶m(CMC)∶m(纳米SiO_2)=0.225∶0.055∶0.72时,水基液体磁性磨具沉降率的综合最优值为3.34%、零场黏度的综合最优值为265.07mPa·s;通过加工实验,工件的表面粗糙度值从初始0.388μm降到0.090μm.研究得到以下结论:复合分散剂SHMP与CMC比单一使用一种分散剂分散效果好,提高水基液体磁性磨具的稳定性提升,且其加工效果良好,被加工工件的表面粗糙度大大降低,镜面效果明显,且加工后的再分散性良好。

磁性磨具光整加工中基于Halbach Array的磁场设计与实验研究

目的提高磁性磨具表面光整加工技术对30CrMnSi高强度结构钢表面的加工效率,解决以往永磁式磁性磨具光整加工中磁场强度弱、磁能利用率低的问题。方法首先对30CrMnSi导磁工件的材料去除机理进行分析,探讨了磁感应强度B对工件材料去除的重要性。然后基于海尔贝克阵列(Halbach Array)进行了磁场的设计,通过理论计算和仿真分析,确定了永磁单元尺寸和磁场布置方案。最后以自制粘接性磁性磨料,对30CrMnSi板材进行单因素光整加工实验。结果根据磁场计算和仿真结果,确定了Halbach Array永磁阵列两个周期为最佳的磁场布置方案,并获得了理想的磁场强度和最佳的磁场分布。对30CrMnSi板材的加工实验表明,粗糙度下降百分比(%ΔRa)随着磁极转速和磨粒目数的增大而增大;磁性磨料中铁磁相与磨粒相质量比为3∶1、磁极转速为500 r/min、磨粒目数为240目时,加工效果最好,获得了Ra=0.129μm的表面,粗糙度最大下降百分比为90.74%。结论使用HalbachArray的方法对永磁场进行设计,可以增大加工区域的磁场强度并改善磁场分布,从而提高对30CrMnSi高强度结构钢表面的加工效率。

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。

以107硅橡胶为基体的粘弹性磁性磨具制备及实验研究

目的为解决当前粘弹性磁性磨具制备工艺复杂、使用寿命短且加工过程易分解等问题,研制一种以107硅橡胶为基体的粘弹性磁性磨具,并通过加工实验研究了粘弹性磁性磨具流动性、自身配比和加工转速对工件光整加工效果的影响。方法选用新制备的粘弹性磁性磨具对铝合金管外圆表面进行光整加工实验,选取不同交联剂含量的新磨具对其进行加工实验,分析基体流动性对光整加工效果的影响;选取不同的工件转速进行加工实验,分析工转速对光整加工效果的影响;选取铁磁相和磨粒相比例不同的新磨具进行加工实验,分析铁磁相和磨粒相比例对粘弹性磁性磨具光整加工效果的影响;选取磨粒相粒径不同的新磨具进行加工实验,分析磨粒相粒径对光整加工效果的影响。结果当107硅橡胶为20 g、羰基铁粉为15 g、碳化硅为5 g、甲基硅油为1 g、软化剂为1 g、交联剂为0.14 g、工件转速为350 r/min、磨粒相粒径为600目时,可将工件表面粗糙度值Ra由0.299μm下降到0.113μm,Ra值相对下降率约为62.2%,加工效果最好。结论新制备的磨具有性能稳定、制备方便、可根据不同工况调整流动性等优点。

一种新型粘弹性磁性磨具的制备及其加工实验研究

为解决当前粘弹性磁性磨具其流动性和界面结合差、易开裂且不易分解等问题,研制了一种新型粘弹性磁性磨具并对其进行光整加工铝合金管内圆的研究。结果表明:新制备的磨具有流动性良好、较以往基体的磨具加工效果好等优点。工件回转比磁极回转加工效果好;在单磁极、基体质量与铁磁颗粒和Si C颗粒的质量比值为1:2且工件转速达到600r/min时,铝合金管的内圆表面粗糙度Ra值从0.828μm降到0.272μm,Ra值相对下降率为67.2%;基体质量与铁磁颗粒和磨粒颗粒总质量比值为1:2的磨具较比值为1:1的磨具加工效果好。

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。

PVA基粘弹性磁性磨具的实验研究及加工参数优化

目的检验新研制的PVA基粘弹性磁性磨具的表面光整加工性能,掌握配比参数、加工条件等因素对加工效果的影响规律,并对加工参数进行优化以达到最佳加工效果。方法以6061铝合金管外圆表面为光整加工实验对象,通过先导实验首先确定出影响加工效果的主要因素及其参数范围,而后基于响应曲面法实验,对主轴转速、两相质量比、磨粒尺寸及加工时长等因素与工件表面粗糙度下降率(%?Ra)之间的关系进行了探究分析。结果最后通过对实验结果进行方差分析,建立了PVA基粘弹性磁性磨具加工铝合金管外表面的%?Ra预测模型,并对影响参数进行了优化设计,得到在最佳实验条件下(加工时间46 min、两相质量比1.45、主轴转速635r/min、磨粒尺寸65目),工件表面粗糙度下降率为92.5%,最低表面粗糙度为59 nm,显著改善了加工效果。结论作为一种新型光整加工介质PVA基粘弹性磁性磨具,其具有良好的自适应性及流动性,能达到较好的光整加工效果。影响%?Ra的单因素显著性从强到弱依次为:加工时长、主轴转速、磨粒尺寸、两相质量比。交互作用显著的因子为两相质量比+主轴转速、加工时长+主轴转速、两相质量比+磨粒尺寸。在主轴转速、加工时长取高水平,两相质量比取中等水平,磨粒尺寸取低或高水平时,能得到较好的表面加工效果。

基于液体磁性磨具的小孔挤压珩磨装置设计

针对发动机上的喷油孔、高压油管等小孔内壁加工困难的问题,设计了一种新型的基于液体磁性磨具的小孔挤压珩磨装置。介绍了该装置的结构和工作原理,通过挤压珩磨实验验证了该装置在珩磨小孔方面具有理想的效果。

基于液体磁性磨具的相对式磁极头设计及实验研究

目的研究磁极头的形状和工作方式,以提高液体磁性磨具对铝合金板的加工均匀性和加工效率。方法首先对液体磁性磨具光整加工机理进行分析,并对上磁极头进行理论分析计算,据此提出三种上磁极头设计方案,同时对磁极头最佳运动方式做出阐述,然后使用Maxwell仿真软件进行磁场仿真,根据最佳方案搭建实验平台,进行光整加工实验。结果根据仿真结果确定,采用镶嵌分布瓦形永磁体的方式设计磁极头,并使上下相对布置的磁极头同步旋转,可以使磁场能量聚集在加工区域,磁感应强度最高的部位可达0.42 T,从而增强磁极头对液体磁性磨具的带动作用,提高加工效率。对铝合金平板的加工实验表明,磁极头转速越大,工件表面粗糙度值Ra下降越快,铝合金平板表面粗糙度值从0.8μm降到了0.3μm,但是当磁极头转速达到606 r/min时,其加工效果开始变差,因此加工时应根据工件表面质量要求选择适当的转速。结论使用基于液体磁性磨具的相对式磁极头对铝合金平板进行表面光整加工,可以提高加工均匀性和加工效率。