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混合粒径磨料的磁粒研磨及光整加工试验
1
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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基于DBO-LSTM的磁粒研磨SUS304细长管内表面工艺参数优化研究
2
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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交变电磁场辅助磁粒研磨黄铜管参数优化研究
3
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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石英玻璃管内表面的复合光整试验研究
4
作者 刘顺 韩冰 +4 位作者 马学冬 陈永君 解志文 许召宽 陈燕 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期267-273,共7页
目的探究超声磁粒复合研磨与超声振动复合抛光两个试验阶段对石英玻璃管内表面加工的可能性,寻求最优的工艺参数组合。方法在石英玻璃管内添加柱形径向充磁辅助磁极,并添加超声振动,组成复合光整装置。在辅助磁极表面包裹一层研磨粒子,... 目的探究超声磁粒复合研磨与超声振动复合抛光两个试验阶段对石英玻璃管内表面加工的可能性,寻求最优的工艺参数组合。方法在石英玻璃管内添加柱形径向充磁辅助磁极,并添加超声振动,组成复合光整装置。在辅助磁极表面包裹一层研磨粒子,构成超声磁粒研磨装置,在辅助磁极外表面包裹一层聚氨酯,构成超声振动抛光装置。结果对上述的超声磁粒复合研磨阶段进行响应面优化,在主轴转速、振动频率、粒径三个变量中,保持其中一个变量不变,另外两个变量组合,使表面粗糙度值达到最低。选用最优的工艺参数组合作为第一阶段主要参数,经40 min研磨,表面粗糙度值从原始的4.40μm下降到0.19μm。在第一阶段基础上进行第二阶段抛光,经5 min抛光,表面粗糙度值从0.19μm进一步下降到0.07μm。结论通过响应面优化得到最优超声磁粒复合研磨组合为:主轴转速1000 r/min、粒径250μm、振动频率20 k Hz。经超声磁粒复合研磨与超声振动复合抛光两个阶段加工后,玻璃管内表面存在的凹坑、突起及划痕均得到有效去除,表面更加均匀、平整。 展开更多
关键词 超声磁粒复合研磨 超声振动复合抛光 响应面法 石英玻璃管 表面粗糙度值 表面形貌
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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
5
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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基于永磁交变磁场的黄铜管内表面磁粒研磨工艺
6
作者 闫宇航 丁云龙 +3 位作者 应骏 孙岩 韩冰 巨东英 《中国表面工程》 2025年第4期382-392,共11页
为满足各类精密零部件的光整加工需求,解决加工黄铜管内表面缺陷时磁场单一和磁性磨粒团聚的问题很有意义。设计新型永磁交变磁场发生装置,使管内加工区域的磁场复杂化,提升研磨效率。通过步进电机控制研磨头内部永磁极的旋转实现磁场... 为满足各类精密零部件的光整加工需求,解决加工黄铜管内表面缺陷时磁场单一和磁性磨粒团聚的问题很有意义。设计新型永磁交变磁场发生装置,使管内加工区域的磁场复杂化,提升研磨效率。通过步进电机控制研磨头内部永磁极的旋转实现磁场的交变;使用脉冲发生器控制步进电机的转速,从而控制磁场的交变频率。研磨时间为15 min、加工间隙为1.5 mm的条件下,通过响应面试验方法对比不同参数下黄铜管内表面的加工效果,得出最佳工艺参数分别为磁极转速95.921 r/min、磨料目数88.057目、主轴转速914.320 r/min。在使用最佳工艺参数研磨后,使用超景深3D电子显微镜和触针式表面粗糙度测量仪对黄铜管内表面进行检测,黄铜管经研磨后表面的原始拉伸纹理、凹坑以及沟壑均被去除,表面粗糙度由原始的Ra 0.581μm降低到Ra 0.070μm。新型永磁交变磁场能够促进管内磁性磨粒的翻滚运动,保证磁性磨粒具有良好的切削能力,提高磁性磨粒的使用率及研磨效果。设计永磁交变磁场磁粒研磨装置并通过响应面对试验数据进行优化,从而得出最佳工艺参数。 展开更多
关键词 H65黄铜管 磁粒研磨 永磁交变磁场 响应曲面法 表面粗糙度
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超声振动复合研磨K9光学玻璃工艺研究 被引量：8
7
作者 朱子俊 刘顺 +1 位作者 韩冰 陈燕 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期74-80,共7页
目的探究超声振动复合研磨对光学玻璃研磨可行性,通过响应面法寻求超声振动研磨最优的工艺参数组合。方法在传统研磨装置基础上,添加超声振动装置、蠕动泵、旋转工作台构成超声振动复合研磨装置。添加轴向超声高频振动提高研磨效率,添... 目的探究超声振动复合研磨对光学玻璃研磨可行性,通过响应面法寻求超声振动研磨最优的工艺参数组合。方法在传统研磨装置基础上,添加超声振动装置、蠕动泵、旋转工作台构成超声振动复合研磨装置。添加轴向超声高频振动提高研磨效率,添加旋转工作台提高研磨均匀性,添加蠕动泵便于循环和更新研磨液。利用响应面法优化超声振动复合研磨加工中的主轴转速、振动频率、加工间隙三个变量参数,并进行实验研究,可得出两两变量关联度,从而得出研磨中影响最大的因素。结果通过响应面优化后得到超声振动复合研磨最佳工艺参数为主轴转速1000 r/min、加工间隙0.4 mm、振动频率12 kHz,主轴转速和间隙参数对工件表面研磨加工的影响较大。经25 min研磨,无超声振动的传统研磨方法使表面粗糙度值Ra从0.3μm下降到0.1μm;增加超声振动复合研磨使表面粗糙度值Ra从0.3μm下降到0.04μm。结论经超声振动复合研磨后,光学玻璃表面存在的凹坑、凸起均得到了有效去除,表面粗糙度值下降快,表面形貌均匀、平整。 展开更多
关键词 超声振动复合研磨 响应面法 光学玻璃 法向压应力 表面粗糙度值 表面微观形貌
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复合磁极磁粒研磨平面机理及试验探究 被引量：7
8
作者 朱子俊 韩冰 +1 位作者 陈燕 李奎 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期352-360,共9页
目的探究磁粒研磨中复合磁极磁回路对工件表面质量及表面粗糙度值的影响,解决传统平面磨粒受磁力较小而远离加工区域,从而使表面质量较低的问题。方法对提出的磁极复合磁路法进行研磨机理分析,并通过磨粒在加工中的受力分析,进而分析影... 目的探究磁粒研磨中复合磁极磁回路对工件表面质量及表面粗糙度值的影响,解决传统平面磨粒受磁力较小而远离加工区域,从而使表面质量较低的问题。方法对提出的磁极复合磁路法进行研磨机理分析,并通过磨粒在加工中的受力分析,进而分析影响因素。使用等效磁路法,对3种磁路所形成加工区域的磁感应强度进行计算,进而采用Ansoft Maxwell软件对3种磁路的磁场梯度模拟仿真进行对比分析,综合分析、评价影响因素的作用,为试验打下理论基础。最后使用表面粗糙度仪及超景深3D显微镜,对采用不同磁回路研磨前后的工件表面粗糙度值及表面质量进行测量与记录。结果复合磁极磁路中的磁感应强度大于传统研磨加工,具有明显、对称的磁场梯度效果。与传统式研磨相对比,表面粗糙度值从0.10μm降至0.06μm,在表面粗糙度改善率上提升40%,工件表面研磨质量较好。结论复合磁极式磁粒研磨工艺对工件表面的划痕、凹坑、斑点等达到了良好的去除效果,使工件表面平整并具有镜面效果,较传统研磨明显具有质量好、效率高的优点。 展开更多
关键词 复合磁极 磁粒研磨 等效磁回路 SUS304不锈钢 表面粗糙度值 表面微观形貌
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Al基准晶薄膜/涂层研究进展 被引量：4
9
作者 钟嘉彬 陈永君 +3 位作者 滕琳琳 邵宪吉 韩冰 燕峰 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期105-116,共12页
准晶材料固有脆性限制其作为结构性材料的应用,广泛用于表面薄膜/涂层,而得到高纯度准晶相与控制准晶相变仍是应用难点。围绕Al基准晶在表面薄膜/涂层应用方面,介绍真空蒸镀、溅射镀膜、热喷涂、激光熔覆等常用制备工艺,总结各工艺的特... 准晶材料固有脆性限制其作为结构性材料的应用,广泛用于表面薄膜/涂层,而得到高纯度准晶相与控制准晶相变仍是应用难点。围绕Al基准晶在表面薄膜/涂层应用方面,介绍真空蒸镀、溅射镀膜、热喷涂、激光熔覆等常用制备工艺,总结各工艺的特点。分析准晶薄膜/涂层的成分、冷却速度、热处理对准晶相变的影响,合理的制备工艺和适当的后续热处理对薄膜/涂层中形成高纯度准晶有显著提升。讨论相变对薄膜/涂层的力学性能、疏水性、摩擦性、耐腐蚀性和抗氧化性的影响,分析准晶薄膜/涂层在减磨耐磨涂层、热障涂层、太阳能选择性吸收薄膜等领域的应用前景。综述了近30年准晶薄膜/涂层的制备技术及改性研究的重要结果和研究现状,提出了准晶薄膜/涂层应用方面存在的问题并进行了展望。 展开更多
关键词 准晶材料 薄膜/涂层 制备技术 相变 应用
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