针式形磁性复合流体抛光工具设计及工艺试验

针对深孔内壁光整加工效率低且成本高的技术难题,提出采用自主研制的针式形磁性复合流体(Magnetic Compound Fluid, MCF)抛光工具头对深孔零件进行光整加工。采用COMSOL Multiphysics对永磁铁结构进行建模仿真,设计磁场分布均匀的针式形抛光工具头结构;建立MCF深孔抛光的磁场模型和流场模型,并对其进行耦合仿真,分析流体流动特性。以黄铜H62工件为抛光对象,开展工艺试验,并对抛光前后工件的表面微观形貌、表面粗糙度以及材料去除率进行研究。试验结果表明:当针式抛光工具头转速为1400 r/min,抛光间隙为1 mm时,获得较好的抛光效果,有效改善了深孔内壁表面质量。同时试验结果验证了该方法的有效性,为实现MCF深孔抛光技术奠定研究基础。

磁性复合流体的深孔抛光工艺试验研究

针对深孔零件光整加工技术的难题,提出了基于针式抛光头的磁性复合流体(MCF)深孔抛光的加工方法。首先利用COMSOL Multiphysics有限元软件建立不同的永磁铁磁场组合模型,根据仿真结果设计磁场分布均匀且强度较强的针式抛光头;再建立MCF深孔抛光的磁流场耦合模型,分析MCF的流动特性;以黄铜H62的深孔零件为加工对象,进行磁性复合流体的深孔抛光工艺试验研究。仿真结果与试验结果吻合,结果表明,当针式抛光头采用纵向单列磁芯结构,转速为800 r/min,抛光间隙为3 mm,羟基铁粉粒径为48μm时,表面粗糙度为0.13μm,材料去除率为0.025 mg/min,从而获得了最理想的MCF深孔抛光效果。