永磁场磁力研磨TC11钛合金的实验研究

发布时间：2020-03-11 06:52

【摘要】：目的解决钛合金机械加工后表面质量差的难题。方法采用磁力研磨工艺对TC11钛合金进行了表面光整加工。以表面粗糙度为主要评价指标,研究了磁力研磨工艺参数对钛合金表面质量的影响,并对工艺参数进行了优化。采用优化后的工艺参数对钛合金进行了表面光整加工,研究了磁力研磨工艺对钛合金金相组织的影响。结果当加工间隙为3 mm时,研磨压力适宜,加工后工件表面粗糙度值最小。采用粒径为100目的磨粒使工件表面研磨加工后纹理更细,表面粗糙度值最低。提高主轴转速,工件表面材料去除率增加,当主轴转速为1500 r/min时,加工后工件表面粗糙度值最小。对比工件加工前后的金相组织,加工后试样表面组织晶粒变细,晶界增多,工件表面应力状态由张应力转变为压应力。结论实验确定了较优的工艺参数组合,即:加工间隙为3 mm,磨粒粒径为100目,主轴转速为1500 r/min。采用永磁场磁力研磨工艺,能够大幅降低TC11钛合金表面粗糙度,并使钛合金表面组织得到改善。
【图文】：

1钛合金进行表面研磨加工，，研究磁力研磨光整加工工艺对TC11钛合金的表面质量的影响。1磁力研磨加工机理磁力研磨最早由苏联工程师提出，是利用磁场中的磁性磨粒对工件表面研磨加工的一种表面光整加工方法。加工时将具有磁性的磨料置于磁极和工件之间，在磁场力的作用下，磁性磨粒沿磁场线方向呈规律性排列，形成“弹性研磨刷”，并以一定的正压力作用于工件表面[13—15]，当磁极带动磁性磨粒高速旋转时，磁性磨粒和工件之间便产生相对运动，磨粒对工件表面反复进行微观切削，从而实现对工件表面的光整加工。图1为磁力研磨加工原理示意图。规定沿磁力线的方向为x向，沿磁等位线的方向为y方向，其中磁等位线的方向垂直于磁力线方向。对于加工区域中的某点A，磨粒在该点所受到的磁力分别为：x0HFVHX(1)y0HFVHY(2)合力F可表示为：22xyFFF(3)式中：V0为磁性磨粒的体积；为磁性磨粒的磁化率；H为磁场中位置A处的磁场强度；HX、HY分别为磁场中A点沿x方向和y方向的磁场强度变化率。图1磁力研磨加工原理Fig.1Principleofmagneticabrasivefinishing由以上受力分析可知，合力F的方向指向工件表面。在磁场力作用下，每颗磁性磨粒沿着F的方向排列成无数条磁串，并对工件表面产生一合力P，即磨粒对工件表面的研磨压力。其表达式为：20m1(1)2BP(4)式中：B为磁场的磁感应强度；0为真空磁导率；m为磁性磨粒的相对磁导率。当磁极带动磨粒高速旋转时，磨粒对工件表面主要有以下两方面作用：1）降低工件表面粗糙度。由于磨粒和工件之间存在研磨压力，磨粒的微刃将对工件表面产生微量

本文编号：2586214