磁力磨削系统磨具研发及实验研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:songxin_gkong
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磁力磨削技术是以电磁学为基础,运用磁力驱动磁性转子磨具对工件进行磨削加工的一项新兴技术,该技术主要适用于长类、非导磁材料管件内表面的磨削加工。目前,该项技术能够对长不锈钢管内表面进行有效加工,并将其内表面粗糙度降低至0.4μm左右,但也存在一些问题,主要有以下几个方面:1)在长时间的磨削加工过程中,珩磨条磨损量较大,有的甚至还没有达到加工要求,就已经磨损成废品,只能停止加工,严重影响了磁力磨削系统的稳定性和加工效率,进而影响了管件的内表面质量;2)转子磨具可调性差,只能对特定管径的工件进行磨削加工,限制了应用范围,同时珩磨条的结构不利于磨削碎屑和热量的排放。为解决上述问题,本文研究的主要内容如下:首先,介绍了常用磨料、磨具的制取及选用原则,对珩磨条在磨削加工过程中的磨损情况进行了分析研究,结果表明:磨料的硬度是影响珩磨条磨损量大的关键性因素;去郑州磨料磨具磨削研究所有限公司调研实习,成功研发了磨料粒度为160#、浓度为120%、采用青铜结合剂的钢座CBN珩磨条;其次,在前期研究的基础上,对转子磨具进行结构优化,设计出了一种结构简单、可调性好的新型转子磨具,采用Ansoft软件对整个磁力磨削系统进行电磁场有限元分析,仿真结果表明:该转子磨具产生的磁场能够与电磁式磁场发生器产生的磁场有效耦合,能够有效克服磨削过程中产生的磨削阻力矩,进而对工件内表面进行有效加工。最后,为了验证新型转子磨具的实际应用性能,同时探究最佳磨削参数,本文进行了三组磨削加工实验,具体如下:1)珩磨条磨损量对比实验。分别选取微晶刚玉珩磨条和钢座CBN珩磨条对0Cr18Ni9不锈钢管进行磨削加工,实验数据表明:在相同条件下,钢座CBN珩磨条的磨损量仅为微晶刚玉珩磨条的1/50,使加工稳定性大为提高,可进行长时间的连续加工;2)转子磨具的旋转频率对工件内表面质量影响的探究实验。将转子磨具的旋转频率分别设为5Hz、7Hz、10Hz、12Hz,实验数据表明:其他条件一定时,当转子磨具的旋转频率为10Hz时,工件的内表面质量最好;3)加工行程对工件内表面质量影响的探究实验。结合前面得到的最优参数,将加工行程设为1到6个行程(行程长度为1000mm),实验数据表明:加工4个行程就可达到不锈钢管内表面粗糙度为0.2μm的加工要求。本文设计的新型转子磨具能够满足内径为?62~?68的工件的加工要求(本文实验仅以内径为68mm的不锈钢管为例),解决了之前只能加工特定管径工件的局限性;同时通过分析和实验表明:新研发的钢座CBN珩磨条能够有效解决珩磨条磨损量大这一问题,且可将不锈钢管内表面粗糙度由1.64μm降低到0.2μm以下。
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