分布式永磁極的設(shè)計及其光整加工不銹鋼薄板的實驗研究.pdf

1、磁性磨粒光整加工是將磁場能有效的應(yīng)用到零件表面精密拋光中的加工技術(shù)，可以實現(xiàn)平面、自由曲面和回轉(zhuǎn)體表面的光整加工。其中，光整加工效率直接影響到磁性磨粒光整加工質(zhì)量和應(yīng)用范圍，特別是光整加工不銹鋼等難加工材料時，加工效率顯得尤為重要。本文將從提高磁性磨粒光整加工平面的加工效率出發(fā)，通過理論計算和仿真分析的方法來設(shè)計磁性磨粒光整加工磁極，然后應(yīng)用設(shè)計的新磁極對304不銹鋼薄板進行表面光整加工實驗研究。本文主要的研究內(nèi)容如下：
　　1.

2、提高磁性磨粒光整加工效率的理論分析
　　由Preston經(jīng)驗公式分析得出，材料去除效率與“磁刷”對工件的壓力和磨粒與工件的相對速度成正比。通過計算得到磁性磨粒光整加工平板工件時，“磁刷”對工件的作用力和磨粒飛散的臨界速度公式，從公式中明顯看出兩者都很大程度的受加工區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小的影響，通過設(shè)計聚磁效果好的磁極能夠有效提高磁性磨粒光整加工的效率。
　　2.分布式永磁極的仿真與設(shè)計
　　通過對比分析，選擇性能優(yōu)良的釹

3、鐵硼作為磁極的材料。為了提高磁極的聚磁能力，采用磁路定律對磁極的尺寸進行了計算。然后，應(yīng)用ANSYS Maxwell仿真軟件對永磁磁極進行仿真分析，發(fā)現(xiàn)相對于圓環(huán)磁極，分布式磁極聚磁效果較好。接著，對分布式磁極上鑲嵌的小磁極的尺寸、間距和開槽尺寸進行仿真分析。最終，將磁性磨粒光整加工不銹鋼薄板的磁極頭設(shè)計為分布式磁極頭，主體采用不導(dǎo)磁的尼龍材料，而鑲嵌小磁極為底面半徑為10mm、高為8mm的圓柱體。相鄰圓柱小磁極頭之間間隙為35mm，并

4、且小磁極的端面沿圓周開矩形槽，其中槽寬和槽深都是2mm。最后，對分布式磁極在加工區(qū)域的磁場強度的進行測量，當鑲嵌4個小磁極時加工區(qū)域的磁場強度較強。
　　3.分布式磁極磁性磨粒光整加工不銹鋼薄板的實驗研究
　　首先，通過實驗驗證了采用分布式磁極頭能提高磁性磨料光整加工效率。然后，實驗分析研究加工中各參數(shù)對工件表面粗糙度的影響情況。接著，采用四因素三水平的正交實驗，研究了磨粒相類型、主軸轉(zhuǎn)速、磨粒粒徑和加工間隙四個參數(shù)對實驗結(jié)