烧结NdFeB永磁体材料加工方法及加工机理研究

论文题目: 烧结NdFeB永磁体材料加工方法及加工机理研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 机械制造及其自动化

作者: 李丽

导师: 张建华

关键词: 烧结,旋转式超声波,超声振动辅助电火花,超声振动脉冲火花放电,仿真系统

文献来源: 山东大学

发表年度: 2005

论文摘要: 烧结NdFeB永磁体材料是由稀土族元素和过渡族金属元素形成的以金属间化合物为基的永磁材料,综合了稀土元素的高磁晶各向异性和铁族元素高居里温度的优点,具有磁能积高、性价比好、体积小、质量轻等优异特点,因而获得广泛的应用。其缺点是容易腐蚀,目前常采用向合金中添加微量元素和采用防护涂层两种方法来提高它的抗腐蚀性能。烧结NdFeB永磁体材料的制造工艺决定了在制模和烧结过程中无法保证工件所要求的形状和尺寸精度,烧结成型后须进行精密成型加工。但它属于典型的硬脆材料,加工比较困难。目前国内外对NdFeB永磁体材料加工方法和加工机理的研究很少。本文在综合分析硬脆材料加工方法的基础上,对NdFeB永磁体材料加工方法和加工机理进行了系统的研究。具体内容如下: 在NdFeB永磁体材料力学性能测试的基础上,分析了其超声波加工机理并进行了实验研究,得出了加工参数与加工效果之间的关系,并对加工表面形貌进行了分析研究。 深入研究了工具附以旋转的超声波加工新方法,磨料循环液通过旋转的工具进入加工区域,确保磨料顺利进入加工区域并均匀分布在加工表面上,可提高加工效率、减小工具磨损、改善加工质量和降低加工成本。尤其适用于较大面积工件的加工。材料去除机理包括超声空化、磨粒的直接机械锤击、冲击、磨蚀作用,几种去除机理的组合有利于提高材料去除率。建立了材料去除模型,所建模型与静载荷、振幅、磨粒尺寸、转速、频率、磨料浓度等参数有关,以数值计算的方法分析了材料去除率与各项参数之间的关系。设计了旋转式超声波加工装置并进行了实验研究,实验结果与所建去除模型的分析结论相一致。 深入研究了烧结NdFeB永磁体材料电火花加工的材料去除机理,发现其材料去除机理包括熔化、气化、热裂、热剥落或整体颗粒去除。实验研究了峰值电流、脉冲宽度和脉冲间隔对材料去除率、表面粗糙度及电极损耗的影响规律。加工后

论文目录:

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 烧结NdFeB永磁体材料

1.1.1 简介

1.1.2 烧结NdFeB材料性能及应用

1.1.3 相结构及组成

1.1.4 NdFeB永磁材料的腐蚀与防护

1.2 硬脆材料的加工方法及加工机理的研究

1.2.1 影响硬脆材料可加工性的因素及可加工性的表征与评估

1.2.2 硬脆材料机加工理论研究现状

1.3 硬脆材料的加工方法

1.3.1 切削加工

1.3.2 钻削加工

1.3.3 磨削加工

1.3.4 激光加工

1.3.5 高压磨料水射流

1.3.6 电火花加工

1.3.7 超声波加工

1.3.8 电化学放电加工

1.3.9 超声电火花加工

1.3.10 电解电火花磨削加工

1.4 烧结NdFeB材料加工现状

1.5 本文的课题来源、研究背景及研究内容

1.5.1 课题来源及研究背景

1.5.2 研究内容

第2章 超声波及旋转式超声波加工

2.1 NdFeB材料力学性能研究及断口形貌观察

2.2 NdFeB材料超声波加工机理及试验研究

2.2.1 NdFeB材料超声波加工机理

2.2.2 超声波加工过程中NdFeB材料裂纹的形成

2.2.3 NdFeB材料超声波加工试验研究

2.2.4 加工表面分析

2.2.5 各工艺参数对材料去除率的影响

2.3 工具旋转式超声波加工

2.3.1 旋转超声加工

2.3.2 工具旋转式超声波加工

2.3.3 加工装置的设计

2.3.4 加工机理分析

2.3.5 材料去除模型的建立

2.3.6 模型中各参数对材料去除率的影响

2.3.7 旋转式超声波加工试验研究

2.4 本章小结

第3章 烧结NdFeB材料电火花加工研究

3.1 电火花加工过程的数学物理分析

3.2 NdFeB材料电火花加工蚀除机理的研究

3.3 NdFeB材料电火花加工的实验研究

3.3.1 峰值电流的影响

3.3.2 脉冲宽度的影响

3.3.3 脉冲间隔的影响

3.4 烧结NdFeB材料电火花加工表面分析

3.4.1 加工表面分析

3.4.2 加工断面分析

3.4.3 耐锈蚀性试验

3.4.4 加工表面显微硬度的变化

3.4.5 加工表层材料成分分析及组织结构分析

3.5 本章小结

第4章 超声振动辅助电火花加工

4.1 超声振动辅助电火花加工基本原理

4.2 NdFeB材料超声振动辅助电火花加工装置

4.3 加工参数对NdFeB材料加工效果的影响

4.3.1 峰值电流的影响

4.3.2 脉宽的影响

4.3.3 脉间的影响

4.4 加工参数对表面质量的影响

4.5 超声振动对加工表面的影响

4.6 NdFeB材料的小孔加工

4.6.1 梯状电极的制作

4.6.2 加工实验

4.7 本章小结

第5章 超声振动-脉冲火花放电复合加工

5.1 超声振动-脉冲火花放电复合加工

5.2 磨料颗粒所引起的电场畸变

5.3 超声振动-脉冲火花放电复合加工机床整体设计

5.4 超声振动-脉冲火花放电复合加工实验研究

5.4.1 材料去除率分析

5.4.2 加工效果分析

5.5 本章小结

第6章 仿真

6.1 引言

6.2 仿真系统的总体结构

6.3 烧结NdFeB材料加工仿真系统的软件实现

6.3.1 神经网络的实现

6.3.2 仿真系统优化功能的实现

6.3.3 GA算法用于工艺参数的优化

6.3.4 人工神经网络的训练和测试

6.3.5 仿真系统的预测

6.3.6 仿真系统的优化

6.4 本章小结

结论

参考文献

附录

攻读博士学位期间所发表的学术论文

致谢

发布时间: 2006-05-30

相关论文

• [1].粘结NdFeB永磁材料制造原理与技术[D]. 白书欣.国防科学技术大学2006
• [2].烧结Nd-Fe-B永磁材料显微结构优化与性能研究[D]. 崔熙贵.浙江大学2009
• [3].晶界结构和晶界化学对NdFeB材料矫顽力的影响[D]. 徐芳.上海交通大学2011
• [4].高性能Nd-Fe-B永磁材料的微结构与磁性能[D]. 刘汉强.山东大学2005
• [5].纳米复合Nd2Fe14B/α-Fe永磁材料微结构和磁性能研究[D]. 王晨.浙江大学2006
• [6].Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁材料结构和磁性能的研究[D]. 王占勇.上海大学2006
• [7].NdFeB合金的氢爆及其电场烧结研究[D]. 杨刚.四川大学2006
• [8].钕铁硼烧结磁体的化学镀表面防护处理研究[D]. 应华根.浙江大学2007

标签：烧结论文;  旋转式超声波论文;  超声振动辅助电火花论文;  超声振动脉冲火花放电论文;  仿真系统论文;