磁力研磨技术的研究与应用

论文摘要

本论文对磁力研磨光整加工技术进行了理论和实验研究,尤其对铁磁性材料的内表面磁力研磨抛光技术进行了重点研究和实验,并设计了适合内表面磁力研磨的磁极和机床配套零件。全文所做的工作可以分成三大部分:1、对磁力研磨光整加工技术的理论研究(1)对磁力研磨加工机理的研究。本文对单个磁性磨粒的受力、磁性磨粒的运动过程以及整个研磨刷的受力都进行了详细的分析。给出磁力研磨的加工机理是磁性磨粒的微量切削和挤压作用、塑性变形作用、化学腐蚀作用和电化学磨损作用的综合作用。同时对磁力研磨加工过程中一些关键技术,如:切削热、磨粒的自锐、磨粒飞溅的临界速度以及磁力研磨的干研和湿研等问题进行了研究。特别的对于内表面磁力研磨的机理和特点进行了研究。(2)本文对衡量磁力研磨加工性能的两个重要的参数:表面粗糙度Ra和金属的去除量M,进行了定量的分析,给出了数学表达式,并用Matlab进行了数值模拟和分析。2、对磁力研磨光整加工技术的实验研究(1)本文通过实验手段对影响磁力研磨的各种因素进行了全面的研究。得到了各种因素(如加工的间隙、加工的时间、磁极的转速、磁粒的成分以及大小等)对磁力研磨加工性能影响的变化规律以及所存在的最佳值,这对于磁力研磨光整加工技术的推广应用,具有实际参考价值。(2)本论文对“松散型”磁性磨料进行了实验研究。本文利用铁粉和钢粉作磁粒相和SiC混合在一起,不进行粘结,只加入粘度较大的机油做结合剂,获得了较好的加工效果。3、磁极的设计及实验研究本文设计了适合大壁厚铁磁性材料内表面槽类零件的磁力研磨光整加工的磁极和工艺,并对铁磁性材料的磁屏蔽现象进行了研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 磁力研磨的现状及发展趋势
• 1.2.1 磁力研磨的加工特点
• 1.2.2 磁力研磨光整加工技术的发展概况
• 1.3 磁力研磨的应用
• 1.3.1 磁力研磨的分类
• 1.3.2 磁力研磨的作用
• 1.4 本文研究的背景、内容
• 1.4.1 本文研究的背景
• 1.4.2 本文研究的内容
• 第二章 磁力研磨加工机理的研究
• 2.1 精密和超精密磨削的概述
• 2.1.1 精密和超精密磨料加工的分类
• 2.1.2 精密和超精密磨削所用的磨料、磨具和研磨剂
• 2.1.3 精密和超精密磨削的机理
• 2.2 磁性磨料的受力分析
• 2.2.1 单个磨粒的受力
• 2.2.2 磁性研磨刷的受力
• 2.3 磁粒的运动过程分析
• 2.3.1 单个磁粒的运动过程
• 2.3.2 大量磁粒的整体运动
• 2.4 磁力研磨的加工机理
• 2.4.1 微量切削与挤压作用
• 2.4.2 多次塑变磨损机理
• 2.4.3 化学腐蚀作用
• 2.4.4 电化学腐蚀作用
• 2.5 磁力研磨常见问题的分析
• 2.5.1 切削热
• 2.5.2 磁性磨料的自锐
• 2.5.3 磨粒飞溅的临界速度
• 2.5.4 干研与湿研的加工效率
• 2.6 本章小结
• 第三章 磁力研磨数学模型的建立
• 3.1 加工区域中磁场参数的数学模型
• 3.2 加工参数的数学模型
• 3.3 磁力研磨数值模拟的结果与实验的验证
• 3.3.1 磁力研磨加工的工艺路线
• 3.3.2 磁力研磨部分工艺参数的数值模拟
• 3.2.3 数值模拟所用到的参数和实验条件
• 3.4 本章小结
• 第四章 铁磁性材料内圆槽磁力研磨磁极设计
• 4.1 铁磁性材料磁力研磨的特点
• a降低机理'>4.1.1 内表面研磨的R_a降低机理
• 4.2 铁磁性材料内表面磁力研磨的特点
• 4.2.1 铁磁材料圆柱腔内的磁场分析
• 4.2.2 圆柱腔内的磁感应强度
• 4.2.3 内置磁极的内表面磁力研磨的临界速度
• 4.2.4 内圆槽研磨的特点
• 4.3 磁极的设计
• 4.3.1 永磁体磁极的特点
• 4.3.2 磁极设计
• 4.4 小结
• 第五章 铁磁材料内圆槽磁力研磨加工技术的实验研究
• 5.1 实验方法和实验条件
• 5.2 加工间隙对磁力研磨加工的影响
• 5.3 相对转速对磁力研磨加工的影响
• 5.4 加工时间对磁力研磨加工性能的影响
• 5.5 研磨液对加工的影响
• 5.6 磁性磨料填充量对加工性能的影响
• 5.7 磁粒的粒度对加工性能的影响
• 5.8 松散型磁性磨料在磁力研磨中的应用
• 5.8.1 松散型磨料
• 5.8.2 铁粒子的直径和所占比例对研磨压力的影响
• 5.8.3 松散型磨料的加工性能
• 5.9 小结
• 第六章 结论及展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 在学期间公开发表论文及著作情况
• 致谢