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基于磁粒研磨法的电磁铁温升研究
1
作者 孙岩 潘明诗 +3 位作者 刘冰洋 李厚乐 韩冰 陈燕 《表面技术》 北大核心 2025年第12期164-174,共11页
目的 探究电磁铁工作时的温度变化,并为其设计合理的散热装置。方法 以有效加工时间和管件内表面粗糙度为评价标准,通过优化电磁铁电流参数和散热条件,延长电磁铁有效加工时间,提高研磨效率。对电磁铁进行多物理场耦合仿真,采用Maxwell... 目的 探究电磁铁工作时的温度变化,并为其设计合理的散热装置。方法 以有效加工时间和管件内表面粗糙度为评价标准,通过优化电磁铁电流参数和散热条件,延长电磁铁有效加工时间,提高研磨效率。对电磁铁进行多物理场耦合仿真,采用Maxwell软件进行电磁损耗分析,将电磁损耗耦合到Fluent中进行温度场仿真,参考仿真结果设计出合理的散热装置并对电流进行优化,最后通过钛合金管内表面研磨试验确定最佳电流参数。结果 从不同角度对3A、3Hz正弦电流下的电磁铁进行风冷散热对比,1工位风冷散热后电磁铁最高仿真温度为59.5℃;2工位风冷散热后电磁铁最高仿真温度为51.3℃。2工位下,将峰值电流分别增大至3.5、4 A,风冷散热后仿真温度分别为66.9、88.9℃。对不同工况下的电磁铁温升及电流损失进行监测,在3 A、3 Hz电流下,无散热措施时,电磁铁工作15 min后到达极限工作温度,电流损失0.49 A;在散热条件下,采用3 A、3 Hz电流研磨钛合金管,电磁铁温度最终稳定在58.6℃,电流损失0.34 A。研磨40 min后,管件内表面粗糙度由原始Ra 0.601μm下降到Ra 0.172μm;采用3.5 A、3 Hz电流研磨钛合金管,电磁铁温度最终稳定在75.7℃,电流损失0.23 A。研磨20 min后,管件内表面粗糙度由原始Ra 0.618μm下降到Ra 0.223μm。结论 侧面布置散热风扇(2工位),电磁铁散热效果更好,装置运行时更加安全可靠;通过仿真模拟和研磨试验确定3 A、3 Hz为理想加工电流;采用3 A、3 Hz电流研磨时,在风冷散热作用下电磁铁无需停机散热,提高了研磨效率。 展开更多
关键词 电磁铁 磁粒研磨 电磁损耗 电磁-热-流耦合 表面质量 表面粗糙度
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轴承沟道低粗糙度旋转磁场磁粒研磨研究
2
作者 王栋 任泊龙 +3 位作者 吕二阳 吕梦涵 陈磊 韩奥伟 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第4期99-105,共7页
为降低轴承沟道的表面粗糙度,设计了一种可以生成旋转磁场的磁粒研磨装置,对轴承沟道进行光整加工。采用正交试验探究SiC粒度号、Fe粒度号、加工间隙及工件转速4个工艺参数对轴承沟道表面粗糙度的影响,得出最优工艺参数组合,对轴承沟道... 为降低轴承沟道的表面粗糙度,设计了一种可以生成旋转磁场的磁粒研磨装置,对轴承沟道进行光整加工。采用正交试验探究SiC粒度号、Fe粒度号、加工间隙及工件转速4个工艺参数对轴承沟道表面粗糙度的影响,得出最优工艺参数组合,对轴承沟道进行加工验证。结果表明:在SiC粒度号为400#、Fe粉粒度号为115#、加工间隙为0.5 mm、工件转速为1200 r/min的试验条件下,试样表面粗糙度S_(a)可达到0.056μm;SiC颗粒粒径对试样沟道表面粗糙度S_(a)影响最大,Fe颗粒粒径影响最小;最优工艺参数组合为:SiC粒度号为600#,Fe粉粒度号为120#,加工间隙为1 mm,工件转速为1200 r/min;以该工艺参数组合开展旋转磁场磁粒研磨试验,轴承沟道表面粗糙度S_(a)可降至0.044μm。 展开更多
关键词 旋转磁场 磁粒研磨 轴承沟道 表面粗糙度
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混合粒径磨料的磁粒研磨及光整加工试验
3
作者 刘冰洋 丁云龙 +2 位作者 邵文杰 韩冰 陈燕 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第3期377-384,共8页
在磁粒研磨及光整加工试验中,相比于单一粒径磨料,采用混合粒径磨料能够提高磁性磨粒产生的磁粒刷的刚性和密度,进而提高加工效果。为探究混合粒径磨料磁粒研磨及光整加工的最佳工艺参数,基于响应曲面法,采用铁基氧化铝磁性磨料在SM4多... 在磁粒研磨及光整加工试验中,相比于单一粒径磨料,采用混合粒径磨料能够提高磁性磨粒产生的磁粒刷的刚性和密度,进而提高加工效果。为探究混合粒径磨料磁粒研磨及光整加工的最佳工艺参数,基于响应曲面法,采用铁基氧化铝磁性磨料在SM4多功能机床上对SUS304不锈钢钢板工件的表面进行加工。以加工后工件的表面粗糙度R_(a)为响应值,对试验过程中的主轴转速、磨料质量比、磨料粒径比等主要试验参数进行优化和分析。结果表明:在主轴转速为511 r/min、磨料质量比为1.67、磨料粒径比为2.00的最佳参数组合下,工件的表面粗糙度R_(a)由0.244μm的原始值降为0.036μm的试验值,且R_(a)试验值与预测值0.038μm相比,二者相对误差的绝对值为5.26%。采用混合粒径磨料的最佳参数组合进行光整加工,可有效去除工件表面的划痕,降低其表面粗糙度并提高其表面质量。 展开更多
关键词 磁粒研磨 混合粒径磨料 响应曲面法 磨料粒径比 表面粗糙度
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交变电磁场辅助磁粒研磨黄铜管参数优化研究
4
作者 刘冰洋 闫宇航 +2 位作者 丁云龙 韩冰 陈燕 《表面技术》 北大核心 2025年第12期152-163,206,共13页
目的解决传统磁粒研磨中管件内部磁性磨粒聚拢和更新不充分等问题。方法设计了交变电磁场辅助磁粒研磨试验装置,在保障管件内部磁感应强度的同时,施加交变电磁场促进磁性磨粒的时刻更新,提升研磨效果。确定最佳电流波形,使用变压器与功... 目的解决传统磁粒研磨中管件内部磁性磨粒聚拢和更新不充分等问题。方法设计了交变电磁场辅助磁粒研磨试验装置,在保障管件内部磁感应强度的同时,施加交变电磁场促进磁性磨粒的时刻更新,提升研磨效果。确定最佳电流波形,使用变压器与功率放大器提高电磁铁功率。在研磨时间为15min、进给速度为5 mm/s、加工间隙为1.5 mm的条件下,使用响应曲面法对试验参数进行优化,并在此参数条件下对h65黄铜管加工后,使用超景深3D电子显微镜和表面粗糙度测量仪(JB-8E)对管件内表面进行检测。响应面中3种因素对表面粗糙度的影响程度为占空比>电压幅度>频率,最佳试验工艺参数组合为电压幅度6.854 V、频率3.515 Hz、占空比20.195%。原始表面的横向拉伸纹理、微裂纹以及凹点等均被去除,试件内表面粗糙度值Ra从0.525μm下降到0.056μm,与预测值0.064μm的误差仅为12.5%。结论交变电磁场辅助磁粒研磨可以充分使磁性磨粒进行翻滚,从而提高磨料的使用寿命和研磨效果。响应曲面法对研磨工艺参数优化是有效的。 展开更多
关键词 磁粒研磨 磁性磨粒 交变电磁场 响应曲面法 参数优化 表面粗糙度
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基于DBO-LSTM的磁粒研磨SUS304细长管内表面工艺参数优化研究
5
作者 唐嘉斌 郭龙文 +3 位作者 王天 肖春芳 矫彦婷 韩冰 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第7期64-73,共10页
利用磁粒研磨技术对SUS304不锈钢细长管内表面光整加工时,由于影响研磨效果的因素众多,导致最佳工艺参数难以确定。本文设计4因素4水平正交试验,分析主轴转速、磁极进给速度、粗精加工磨粒粒径组合和粗精加工时间比对表面粗糙度值的影... 利用磁粒研磨技术对SUS304不锈钢细长管内表面光整加工时,由于影响研磨效果的因素众多,导致最佳工艺参数难以确定。本文设计4因素4水平正交试验,分析主轴转速、磁极进给速度、粗精加工磨粒粒径组合和粗精加工时间比对表面粗糙度值的影响。并构建蜣螂算法(DBO)优化长短期记忆神经网络(LSTM)的表面粗糙度预测模型,预测模型的拟合优度R^(2)为0.9769,均方根误差(RMSE)为0.0179,平均绝对误差(MAE)为0.0162。再次利用DBO算法进行全局寻优,得到最佳工艺参数组合为:主轴转速2715 r/min,外部磁极进给速度为4 mm/s,粗精加工磨粒粒径组合为80目和100目,粗精加工时间比为1.35∶1,预测的表面粗糙度Ra为0.080μm。对上述工艺参数进行微调并进行试验,结果表明:得到的表面粗糙度Ra为0.078μm,与预测值的相对误差RE约为2.56%。应用最佳工艺参数组合进行试验,在降低SUS304细长管内表面粗糙度值的同时,还能改善其表面微观形貌,提升加工效率。 展开更多
关键词 磁粒研磨 SUS304细长管 DBO-LSTM预测模型 表面粗糙度值 工艺参数
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脉冲磁场辅助磁粒研磨加工试验
6
作者 闫宇航 王荟江 +4 位作者 丁云龙 王杰 马小刚 韩冰 巨东英 《中国表面工程》 北大核心 2025年第1期107-117,共11页
针对SUS304不锈钢板表面的线状或者点状缺陷等质量问题,采用磁粒研磨法去除SUS304不锈钢板件的表面缺陷和原始加工纹理,通过设计脉冲磁场以及电路,探究脉冲磁场辅助平面磁粒研磨的影响因素,使加工区域的磁场复杂化,进而使加工轨迹多样化... 针对SUS304不锈钢板表面的线状或者点状缺陷等质量问题,采用磁粒研磨法去除SUS304不锈钢板件的表面缺陷和原始加工纹理,通过设计脉冲磁场以及电路,探究脉冲磁场辅助平面磁粒研磨的影响因素,使加工区域的磁场复杂化,进而使加工轨迹多样化,提升加工效率和表面质量。提出一种脉冲磁场辅助平面磁粒研磨的装置,采用磁场模拟软件对电磁辅助永磁的磁场进行仿真,对不同分布状态的磁场进行分析;通过信号发生器产生并调节脉冲电流的频率和占空比,从而控制电磁铁。脉冲电磁铁产生脉冲磁场,促进磨粒的翻滚更新。通过设计电路有效解决电磁铁发热严重的问题;通过试验对比不同参数的研磨磁场对SUS304不锈钢板的研磨效果,研磨间隙为2mm时,对比不同电压幅值、不同电流频率、不同电流占空比对工件表面质量的影响。使用触针式表面粗糙度测量仪和超景深3D电子显微镜检测并对比试验前后工件的表面质量并对仿真结果进行验证。当加工参数为脉冲电流幅值20 V、脉冲电流频率为4.5 Hz、脉冲电流占空比为50%时,SUS304不锈钢板研磨后表面的加工纹路以及缺陷得到有效去除,表面粗糙度值由原始的0.346μm降低至0.047μm。试验结果验证由脉冲磁场辅助的周期性变化的研磨磁场可以使磨粒进行周期性运动,复杂化研磨轨迹,促进磨粒在加工区域的翻滚更新,提高研磨效率与研磨效果。 展开更多
关键词 磁粒研磨 脉冲磁场 SUS304不锈钢 表面粗糙度
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双轴式不定偏心法对提高磁粒研磨轨迹均匀性的研究
7
作者 马小刚 王梓鉴 +1 位作者 李厚乐 王泽志 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2024年第11期67-75,共9页
为解决TC4钛合金表面研磨不均匀、研磨轨迹重叠与加工效率低的问题,提出1种双轴式不定偏心磁粒研磨法。利用Adams软件模拟单颗磨粒的运动轨迹,采用统计方法计算运动轨迹密度的标准差值,作为平面运动轨迹均匀性的定量评价值。采用单轴式... 为解决TC4钛合金表面研磨不均匀、研磨轨迹重叠与加工效率低的问题,提出1种双轴式不定偏心磁粒研磨法。利用Adams软件模拟单颗磨粒的运动轨迹,采用统计方法计算运动轨迹密度的标准差值,作为平面运动轨迹均匀性的定量评价值。采用单轴式磁粒研磨法、双轴式定心磁粒研磨法和双轴式不定心磁粒研磨法在主轴转速350 r/min,研磨间隙1.5 mm的实验条件下对TC4钛合金平面研磨60 min,通过表面粗糙度、平面度大小和表面形貌来表征工件的表面均匀性。结果表明相同实验条件下采用双轴式不定偏心磁粒研磨法进行表面光整加工,粗糙度Ra由3.60μm下降到0.21μm,最大高度差由41.0μm变为6.3μm,平面度由0.0297 mm变为0.0072 mm,相比较于其它2种加工方式,双轴式不定偏心磁粒研磨既可以提高研磨效率,又可以使磨粒的运动轨迹密集程度大幅度减小,研磨轨迹更加均匀,有效去除了工件表面缺陷,显著提升表面均匀性。 展开更多
关键词 磁粒研磨 平面研磨 轨迹均匀性 ADAMS 表面粗糙度 平面度
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永磁交变磁场平面磁粒研磨试验研究 被引量：2
8
作者 王荟江 闫宇航 +3 位作者 丁云龙 韩冰 马小刚 陈燕 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第16期159-168,共10页
目的探究永磁交变磁场下平面磁粒研磨质量的影响因素,增强加工区域的磁场变化,使磁性磨粒的加工轨迹多样化,提高研磨效率和研磨效果。方法设计永磁交变磁场取代传统平面磁粒研磨中的恒定磁场源,并采用磁场模拟软件对永磁交变磁场进行仿... 目的探究永磁交变磁场下平面磁粒研磨质量的影响因素,增强加工区域的磁场变化,使磁性磨粒的加工轨迹多样化,提高研磨效率和研磨效果。方法设计永磁交变磁场取代传统平面磁粒研磨中的恒定磁场源,并采用磁场模拟软件对永磁交变磁场进行仿真,对不同状态下磁场的分布进行分析,参考仿真结果选取实验参数;使用产生径向磁场的环形磁铁作为磁场发生源,导磁性良好的纯铁作为导磁骨架,通过磁路的开放和闭合实现磁场的交变;使用步进电机及脉冲发生器调节研磨磁场,进而调节磁极交变频率;通过试验对比不同参数下对SUS304不锈钢的研磨效果,在研磨间隙为1.5mm的条件下,对比不同研磨时间、不同磨粒目数、不同主轴转速对工件表面质量的影响,使用触针式表面粗糙度测量仪和超景深3D电子显微镜检测对比试验前后试件的表面质量并对仿真结果进行验证。结果对比永磁交变磁场不同磁场分布状态仿真图,发现永磁交变磁场研磨区域场强变化显著,场强峰值时磁感应强度较高;磁性磨粒随离心力与永磁交变磁极状态的变化做周期性运动,使研磨轨迹复杂化。在研磨时间为40min、主轴转速为245 r/min、磨粒粒径为60目条件下,SUS304不锈钢板经研磨后,表面粗糙度由原始的0.312μm降至0.060μm。结论永磁交变磁场在提高加工区域磁感应强度的同时,使磁场发生周期性变化进而使磁性磨粒在加工区域做周期性运动,复杂化研磨轨迹促进了磨粒的更新,相比于恒定磁场磁粒研磨工艺,永磁交变磁场提高了研磨效率与研磨效果。 展开更多
关键词 磁粒研磨 磁性磨粒 表面粗糙度 磁感应强度 永磁交变磁场 SUS304
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磁粒研磨加工技术的研究进展 被引量：34
9
作者 刘文浩 陈燕 +3 位作者 李文龙 张洪毅 丁叶 韩冰 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期47-61,共15页
磁粒研磨加工是一种应用广泛且高效的表面加工技术,具有加工质量高、适用范围广、柔性加工、自锐性好、易于实现自动化等优点,能够有效去除工件表面的划痕、积碳、毛刺和卷边等缺陷。首先,综述了磁粒研磨加工技术的发展与研究,包括磁粒... 磁粒研磨加工是一种应用广泛且高效的表面加工技术,具有加工质量高、适用范围广、柔性加工、自锐性好、易于实现自动化等优点,能够有效去除工件表面的划痕、积碳、毛刺和卷边等缺陷。首先,综述了磁粒研磨加工技术的发展与研究,包括磁粒研磨加工技术的提出与发展、数学模型分析和加工参数产生的影响,其中着重论述了加工过程中单颗磨粒的力学模型建立以及铁磁相和研磨相的配比问题,并且从磁极形状、磁极转速、加工间隙和磨料性能四个方面分析了加工参数对研磨过程的影响。然后,分类介绍了磁粒研磨加工技术应用于平面、圆柱外表面和圆柱内表面时的加工原理,并对其加工特点进行了总结。归纳了几种磁粒研磨加工技术的发展方向,包括电磁磁粒研磨加工、超声辅助磁粒研磨加工、化学辅助磁粒研磨加工和电化学辅助磁粒研磨加工,对这几种新型复合加工方法的加工原理以及所能达到的实验效果进行了介绍,并评述了其各自的加工特点。最后,提出了当今磁粒研磨加工技术研究中存在的一些缺陷,并对其未来的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 磁粒研磨 表面粗糙度 电磁磁粒研磨 超声辅助磁粒研磨 电化学辅助磁粒研磨
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磁粒研磨中磁性磨料的动力学行为仿真研究 被引量：3
10
作者 李毓滦 曲禹鑫 +1 位作者 程海东 韩冰 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2024年第2期107-112,共6页
为了探究磁粒研磨中磁性磨料的最佳动力学参数,利用有限元软件ANSYS Maxwell结合离散元软件EDEM,对磁粒研磨加工过程进行动态仿真。首先进行微观参数标定,得到了磁性磨粒离散元仿真所需的参数,最终确定滑动摩擦系数为0.9、滚动摩擦系数... 为了探究磁粒研磨中磁性磨料的最佳动力学参数,利用有限元软件ANSYS Maxwell结合离散元软件EDEM,对磁粒研磨加工过程进行动态仿真。首先进行微观参数标定,得到了磁性磨粒离散元仿真所需的参数,最终确定滑动摩擦系数为0.9、滚动摩擦系数为0.109为最优的参数组合。在此参数基础上,对磁粒研磨加工过程进行动态仿真。结果表明:在其他条件一定的情况下,磁场转速越高,单位时间内磁性磨粒与管件表面之间的作用次数越高,加工效率越高。通过加工实验,得到了在不同加工参数下表面粗糙度数据。模拟仿真结果与实验结果的变化趋势具有一致性,验证了利用数值分析的手段对磁粒研磨加工过程进行理论分析的可行性。 展开更多
关键词 磁粒研磨 离散元法 磨粒动力学 参数标定
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空间弯管内表面磁粒研磨位姿轨迹优化试验研究 被引量：1
11
作者 王硕 陈松 +2 位作者 程海东 袁鲁 解志文 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期146-156,共11页
目的利用机械手对末端研磨装置姿态的灵活可控性,设计一种可变换研磨姿态的加工方式,以高效去除紫铜弯管内表面的材料缺陷,并解决其在常规加工方式下材料去除不均匀的问题。方法利用ADAMS和EDEM软件分别仿真模拟出磁轭以单一研磨姿态和... 目的利用机械手对末端研磨装置姿态的灵活可控性,设计一种可变换研磨姿态的加工方式,以高效去除紫铜弯管内表面的材料缺陷,并解决其在常规加工方式下材料去除不均匀的问题。方法利用ADAMS和EDEM软件分别仿真模拟出磁轭以单一研磨姿态和变换研磨姿态驱动下磁性磨粒群在弯管内表面的运动轨迹和切、法向累计能量,并以此作为材料去除均匀性和研磨效率的评价指标。最后搭建试验平台对2种研磨方式进行试验验证。结果通过磁轭单一研磨姿态与变换研磨姿态(15°起始研磨偏角)2种加工方式对紫铜弯管内表面研磨50 min后的表面形貌可知,前者在加工区域内的研磨痕迹深浅不一、且分布差异性较大。测得表面粗糙度为0.3μm。后者在原始表面缺陷完全去除的前提下,仅留下了较浅的研磨痕迹,表面平整度较高。测得表面粗糙度为0.189μm。结论在相同的加工条件下,通过在合理范围内增大磁轭的起始研磨姿态偏角,可提高变换研磨姿态驱动下磁性磨粒运动轨迹线的覆盖率、结构致密程度、交错频率,有利于提高弯管内表面的研磨均匀性。同时在研磨过程中会增大磁场梯度的变化幅度,进而增强磁性磨粒群的流动性,对其切削刃替换及使用寿命方面有着积极的影响。研磨后弯管内表面所受的累计能量也会随之增加,最终实现了研磨效率的提高。 展开更多
关键词 研磨均匀性 累计能量 研磨轨迹 研磨效率 磁粒研磨 机械手
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基于异步旋转磁极的TC4薄板双面磁粒研磨工艺研究
12
作者 刘杰 焦安源 +2 位作者 张家龙 苗永鑫 韩冰 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期196-206,共11页
目的为提升传统磁粒研磨TC4薄板的加工效率,改善表面形貌,设计了相对磁极产生相对转速差的双面磁粒研磨装置。方法基于两侧相对磁极的异步旋转,使两侧磁极产生相对转速差,进行磁性磨粒的受力和运动分析,对材料去除量进行计算分析。利用M... 目的为提升传统磁粒研磨TC4薄板的加工效率,改善表面形貌,设计了相对磁极产生相对转速差的双面磁粒研磨装置。方法基于两侧相对磁极的异步旋转,使两侧磁极产生相对转速差,进行磁性磨粒的受力和运动分析,对材料去除量进行计算分析。利用Maxwell软件,对不同的相对转速差进行磁场的模拟仿真,进而使用设计的双面磁粒研磨加工装置,对TC4薄板的双面进行研磨。最后,使用粗糙度仪和超景深3D电子显微镜,对研磨前后的工件表面进行观察分析。结果对于磁极的同步旋转,即当两侧磁极转速为500 r/min时,正面表面粗糙度Ra的平均值从0.47μm下降至0.2μm,下降幅度为57%,反面表面粗糙度Ra的平均值从0.46μm下降至0.21μm,下降幅度为54%。对于磁极异步旋转,即磁极Ⅰ转速为500r/min、磁极Ⅱ转速为600 r/min时,正面表面粗糙度Ra的平均值从0.47μm下降至0.1μm,下降幅度为78%,反面表面粗糙度Ra的平均值从0.48μm下降至0.1μm,下降幅度为79%,正面最大高度差的平均值从62.5μm下降至10.4μm,下降幅度为83%,反面最大高度差的平均值从63.2μm下降至10.3μm,下降幅度为84%,材料去除效率最高,表面质量得到有效改善。结论采用异步旋转双面磁粒研磨的方式,可以有效促进磁性磨粒的翻滚运动,加速切削刃的更新。该装置加工时能够产生相对较高的磁感应强度,磁场梯度变化适中,有利于提升表面质量,修复工件表面的缺陷,大幅度提升了研磨的效率。 展开更多
关键词 钛合金 双面磁粒研磨 异步旋转 材料去除体积 相对转速差
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SLM成型零件型腔内表面电解辅助磁粒研磨加工研究 被引量：7
13
作者 刘文浩 陈燕 +3 位作者 王杰 丁叶 张泽群 潘明诗 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期100-109,共10页
为了去除选区激光熔化技术成型的零件表面缺陷和降低表面粗糙度,并寻求最佳的加工参数。从理论上解析电解辅助磁粒研磨的加工机理,利用仿真软件模拟加工区域的磁感应强度分布,设计Box-Behnken试验方案,先对材料为Ti6Al4V的钛合金工件表... 为了去除选区激光熔化技术成型的零件表面缺陷和降低表面粗糙度,并寻求最佳的加工参数。从理论上解析电解辅助磁粒研磨的加工机理,利用仿真软件模拟加工区域的磁感应强度分布,设计Box-Behnken试验方案,先对材料为Ti6Al4V的钛合金工件表面进行电解钝化,后进行机械磁粒研磨,根据试验结果建立表面粗糙度的二次响应回归方程并对建立的数学模型进行方差分析,最后用响应面分析法分析主轴转速、磨料粒径、电解温度和电解电压对表面粗糙度的影响规律,得到最佳的加工参数,在最佳工艺参数下对磁粒研磨和电解辅助磁粒研磨的加工效果进行比较和分析。建立的回归方程调整后的拟合优度为92.14%,经过优化后的电解辅助磁粒研磨最佳加工参数如下:电解液为浓度16%的硝酸钠溶液,电解温度28℃,电解电压12 V,磨料粒径180μm,主轴转速1100 r/min,使用磁粒研磨加工60 min后,工件表面粗糙度由原始的Ra 10.7μm降为Ra 0.52μm,使用电解辅助磁粒研磨加工60 min后,工件表面粗糙度由原始的Ra10.7μm降为Ra 0.354μm。使用电解辅助磁粒研磨可以有效去除选区激光熔化技术成型零件型腔内表面的缺陷,并降低零件的表面粗糙度,通过响应面分析法可以有效优化加工参数,使用电解辅助磁粒研磨加工比单一磁粒研磨加工的加工效果好,加工效率高。 展开更多
关键词 磁粒研磨 电解辅助磁粒研磨 选区激光熔化 表面粗糙度 响应面分析 加工参数
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磁极形状对磁粒研磨工艺影响的数值分析 被引量：7
14
作者 肖作义 赵玉刚 吴文权 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2003年第10期10-12,共3页
利用有限元的方法对磁粒研磨中的关键技术———磁极的形状做了全面的分析计算 ,得到适合磁粒研磨的最佳磁极形状 ,解决了在磁粒研磨中经常出现的“磁滞”现象 ,不仅改善工件的质量、提高加工的效率 ,同时也延长磁极的使用寿命。
关键词 磁粒研磨 精加工 有限元 磁极 磁滞 数值分析
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基于反求工程和磁粒研磨的模具精加工技术 被引量：5
15
作者 肖作义 赵玉刚 吴文权 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期108-110,共3页
通过理论分析和实验的手段对模具精加工技术——反求工程和磁粒研磨技术的结合进行了分析。对磁粒研磨加工的原理、工具磁极的设计、磁性磨料的结构以及反求工程的概念、应用、磁极运动轨迹加工代码的获得进行了详细分析。最终提出磁粒... 通过理论分析和实验的手段对模具精加工技术——反求工程和磁粒研磨技术的结合进行了分析。对磁粒研磨加工的原理、工具磁极的设计、磁性磨料的结构以及反求工程的概念、应用、磁极运动轨迹加工代码的获得进行了详细分析。最终提出磁粒研磨和反求工程的结合是解决模具型腔精加工最有效的方法之一 ,并给出了该项技术的工艺路线。 展开更多
关键词 磁粒研磨 模具型腔 磁性磨料 精加工技术 反求工程 磁极 工具 磨加工 运动轨迹
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磁粒研磨去除Al 7075交叉孔棱边毛刺的试验研究 被引量：6
16
作者 焦安源 张龙龙 +1 位作者 刘新龙 陈燕 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期302-309,共8页
目的探究磁粒研磨法对去除Al7075交叉孔棱边毛刺的影响,提高孔道的研磨质量及毛刺去除效率。方法首先,通过对圆柱型磁极进行轴向、径向开槽,并利用ANSOFT软件对磁极进行磁场模拟,分析三种不同形状的磁极的磁感应强度变化;其次,通过磁粒... 目的探究磁粒研磨法对去除Al7075交叉孔棱边毛刺的影响,提高孔道的研磨质量及毛刺去除效率。方法首先,通过对圆柱型磁极进行轴向、径向开槽,并利用ANSOFT软件对磁极进行磁场模拟,分析三种不同形状的磁极的磁感应强度变化;其次,通过磁粒研磨法对交叉孔孔道内壁进行研磨,去除棱边毛刺;最后,测取交叉孔表面微观形貌、材料去除量、毛刺高度和表面粗糙度。结果研磨加工时间为10 min、磁极转速为1500 r/min的条件下,磁极为径向开槽时,材料去除量高达46 mg,孔道内壁的表面粗糙度由原始1.5μm降至0.5μm,孔道表面研磨效果较为理想,棱边毛刺完全去除;当磁极为非开槽时,材料去除量为40 mg,表面粗糙度下降至0.65μm,棱边毛刺几乎完全去除;磁极为轴向开槽时,表面粗糙度下降至0.8μm左右,材料去除量约为30 mg,剩余毛刺高度约为5μm。结论研磨时间为10 min,磁极转速为1500 r/min,当磁极径向开槽时,相对于轴向开槽磁极和不开槽磁极,磁粒研磨Al7075交叉孔内表面的效果更好,毛刺去除效率更高。 展开更多
关键词 磁粒研磨 Al7075 交叉孔 毛刺 表面形貌 粗糙度
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磁粒研磨TC4孔棱边毛刺的机理及试验研究 被引量：6
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作者 焦安源 张龙龙 +1 位作者 陈燕 刘新龙 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期283-290,共8页
目的探究磁粒研磨法去除TC4孔棱边毛刺的机理,寻求去除TC4孔棱边毛刺的最佳工艺方案。方法分别对磁极单轨迹运动、磁极复合轨迹运动下磁粒研磨去除孔棱边毛刺的基本原理进行分析,分别利用ANSOFT和ANSYS软件对孔棱边处的磁场强度和切削... 目的探究磁粒研磨法去除TC4孔棱边毛刺的机理,寻求去除TC4孔棱边毛刺的最佳工艺方案。方法分别对磁极单轨迹运动、磁极复合轨迹运动下磁粒研磨去除孔棱边毛刺的基本原理进行分析,分别利用ANSOFT和ANSYS软件对孔棱边处的磁场强度和切削力进行模拟分析。通过磁粒研磨法对孔棱边毛刺进行研磨去除试验,利用超景深3D显微镜测取孔棱边毛刺的微观形貌以及毛刺的高度。结果磁极为单轨迹运动时,磁极自转转速为2000 r/min,研磨加工15 min后,TC4孔棱边的毛刺高度由原始的60μm左右降至5μm左右。磁极为复合轨迹运动时,磁极自转转速为2000 r/min,磁极公转速度为30 r/min,加工时间为12 min,TC4孔棱边的毛刺已经完全去除,且孔表面微观形貌较好。结论当磁极为复合轨迹运动时,相对于传统的磁极单轨迹运动,孔棱边毛刺的去除效率进一步提高,TC4孔表面微观形貌得到极大改善。 展开更多
关键词 磁粒研磨 复合轨迹运动 TC4 毛刺 毛刺高度 表面形貌
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磁粒研磨新工艺的开发——磁粒喷洒研磨加工系统 被引量：2
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作者 肖作义 赵玉刚 吴文权 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期60-62,共3页
　提出了一种新的磁力研磨工艺磁粒喷洒加工系统。它主要应用于非轴对称件的加工,并从理论上对该方法进行了初步的探讨。
关键词 磁粒研磨 喷洒 精加工
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弯管点云面型识别与磁粒研磨试验 被引量：1
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作者 李鑫 陈松 +3 位作者 李雨龙 赵耀耀 李昌龙 解志文 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期226-234,246,共10页
目的 解决空间异形弯管折弯处内壁研磨困难,普遍采用的弯管磁粒研磨工艺存在手动采点误差大、机械手坐标精度低及研磨间隙差异大等问题。方法 首先对弯管内壁的研磨原理进行分析,对管内流体和磁极排布进行仿真模拟,分析不同研磨间隙下... 目的 解决空间异形弯管折弯处内壁研磨困难,普遍采用的弯管磁粒研磨工艺存在手动采点误差大、机械手坐标精度低及研磨间隙差异大等问题。方法 首先对弯管内壁的研磨原理进行分析,对管内流体和磁极排布进行仿真模拟,分析不同研磨间隙下的磁感应强度变化及管件压力和流速的变化,利用三维光学扫描仪扫描点云数据,对扫描的数据进行三维重建,截取折弯处,提取特征点,通过主成分分析法构建点云坐标系,最后将提取到的特征点进行坐标转换,利用处理后的点云数据进行磁粒研磨弯管内壁,与手动采点试验后的研磨效果进行对比,证明其可行性。结果 采用点云识别获取弯管中线轨迹更平滑,在相同条件下,经过手动采点研磨弯管使其表面粗糙度降至0.18μm,点云面型特征识别弯管将表面粗糙度降至0.10μm,同时其表面形貌效果最佳,表面凹坑、划痕完全被去除,研磨痕迹较浅。结论 点云面型的识别方法能够快速获取弯管研磨轨迹,并且经过点云数据处理,提高了中线采取的准确性,同时保证了研磨过程的稳定性,克服了因研磨间隙变化产生的研磨效果不均匀问题。 展开更多
关键词 磁粒研磨 磁场仿真 流体仿真 点云 三维重建 主成分分析 位姿
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磁粒研磨光整加工的实验研究 被引量：2
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作者 肖作义 赵玉刚 吴文权 《电加工与模具》 2003年第4期48-50,共3页
通过实验对磁粒光整加工中的关键部件———磁极的形状做了较全面的分析 ,得到了适合磁粒研磨的最佳磁极形状 ,解决了在磁粒研磨中经常出现的“磁滞”现象 ,从而提高了加工效率 ,改善了工件质量 ,同时也延长了磁极的使用寿命 。
关键词 磁粒研磨 光整加工 实验研究 磁极 磁滞
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