磁力滚压长圆管内表面加工机理及试验研究

发布时间：2020-07-06 12:18

【摘要】：不锈钢管由于高强度、可焊接、抗腐蚀等多种优良特性近些年来在各领域得到了广泛和重要的应用。但由于长不锈钢管自身结构的特殊性,使钢管内表面存在着加工困难的问题,严重影响了长不锈钢管的使用范围。前期研究表明,长不锈钢管经磁力磨削后再进行磁力滚压强化,不锈钢管内表面强度和表面粗糙度得到有效提高。在研究中发现,磁力滚压工艺仍加工稳定性差的问题,其主要体现在:(1)加工后的不锈钢管试件内表面的强化效果和光整效果有时不理想。(2)滚压过程中,由滚压工具转动引起的振动产生较大的噪声,降低了不锈钢管试件内表面强化效果的稳定性。(3)在滚压工具上安装不同材料和尺寸的滚珠对不锈钢管试件的滚压效果不同,同时影响了滚压工具的使用寿命。本文基于以上几个问题进行了探讨,研发出了第二代磁力滚压工具,并开展了试验研究。本文研究内容主要从磁力滚压加工理论基础、磁力滚压系统设计、磁力滚压仿真优化、磁力滚压试验研究四个方面进行:(1)磁力滚压理论基础主要从滚压加工机理、磁力滚压磁路分析,磁力滚压效果影响因素、磁力滚压可行性分析四个方面去论述,主要介绍了磁性材料的材料种类及各自的特点,通过理论分析得出了初始角计算公式并通过有限元仿真对初始角大小进行了论证,分析了影响磁力滚压加工效果的因素。(2)在满足加工要求的前提下,基于电机技术理论和磁场理论,设计了永磁式磁力滚压系统装置,并分别介绍了磁力滚压系统中的各组成部件以及各部件尺寸大小的确定过程及安装要求,对各部分在系统中的作用、功能作了描述,重点强调了永磁式外部磁场发生器旋转磁场的形成原理,通过磁路分析得出影响滚压效果的主要参数。(3)磁力滚压仿真优化部分基于永磁式磁力滚压系统,借助Ansoft有限元分析软件对磁力滚压系统磁场进行仿真优化分析,从而确定了滚压工具中关键部件的最佳尺寸,在此基础上,加工研发了第二代磁力滚压工具。(4)磁力滚压试验研究是指在永磁式磁力滚压系统试验平台进行了磁力滚压试验加工,在不同的滚压参数下进行试验,并最终确定了最佳工艺参数。试验结果表明,不锈钢管试件内表面质量得到了有效提高。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG306

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本文编号：2743622