平面磁粒研磨均匀性控制工艺研究
现如今,精密加工技术在仪器仪表、航空航天、零部件维修等领域起着重要作用,磁粒研磨技术作为精密加工中的一种重要加工方法,由于其加工精度高、自适应性强、成本低、自锐性好等优点受到了人们的关注。平面类零件是指加工平面与水平面平行或垂直的零件。长期以来,高精度的平面类零件一直是生产加工领域的追求,在降低工件表面粗糙度的同时降低工件平面的平面度,提高表面质量。平面类零件表面整体研磨加工的均匀性一直是一个研究难点。采用磁粒研磨技术对平面类零件表面整体研磨加工的机理未曾进行过研究,由于影响平面磁粒研磨加工过程的因素较多,工件表面的形成过程复杂,需要一套完善的平面磁粒研磨加工方法及机理。本文通过Preston方程,分析了影响磁粒研磨对工件表面材料去除量的各项因素。利用Ansoft Maxwell软件对磁极头在不开槽与开矩形槽、V型槽的情况下的磁场分布进行模拟分析,通过对比三种情况的模拟结果得出了在开矩形槽的磁极头表面磁场强度分布更加均匀,有效的提升了吸附磁性磨料分布的均匀性。在系统地分析各种研磨运动方式后,选择了研磨均匀性较好、表面形貌更均匀的双轴式研磨方法作为研究对象。双轴式分为定偏心式和不定偏心式两种,运用运动学、统计学以及计算机仿真技术,模拟并计算两种平面运动方式磁粒研磨过程中的运动规律、研磨轨迹和表面加工的均匀性,最终选择研磨轨迹更加均匀的不定偏心式运动方式进行试验研究。通过运动学分析磁极与工件间的相对运动规律,并利用ADAMS虚拟样机软件仿真出了不同运动方式下的单个磁性研磨粒子的相对运动轨迹图,针对轨迹均匀性提出了一种有效的评价方法,由此分析定偏心情况下转速比k对轨迹均匀性的变化规律。通过比较定偏心和不定偏心两种运动方式的研磨轨迹的均匀性,结果表明不定偏心运动方式产生的轨迹更加均匀。搭建了可进行不定偏心往复式运动的磁粒研磨试验装置,在确定了工艺参数的基础上,以TC4钛合金圆板为试验试件进行平面研磨试验,检测工件表面三处区域的表面粗糙度随加工时间的变化情况并得出表面粗糙度变化曲线图,比较加工前后工件表面形貌的变化,最后通过检测工件研磨前后平面度的变化来验证模拟分析的可靠性。
- 作者：
- 陈宇辉
- 学位授予单位：
- 辽宁科技大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2020年
- 导师姓名：
- 韩冰；陈燕
- 中图分类号：
- TG580.68
- 关键词：
- 平面研磨；磁粒研磨；运动轨迹；轨迹均匀性；表面粗糙度
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