典型孔精密研磨工艺与试验研究

发布时间：2017-04-28 16:38

  本文关键词：典型孔精密研磨工艺与试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着装备制造业的发展,孔类零件的应用越来越广泛,零件内孔的表面质量对零件的装配精度与使用寿命等有很大的影响。研磨是内孔精密加工的常用方法,研磨效果直接影响到孔的使用性能和可靠性能。磁力研磨法作为新型的研磨加工工艺,其利用磁极产生磁场将附着在磁极与工件间隙内的磁性磨料磁化并形成具有一定切削能力的磁粒刷压附在工件表面,磁粒刷与工件间的相对摩擦、划擦与切削作用实现对孔内壁的精密光整加工。本文基于磁力研磨加工机理研究,分别针对H62黄铜、SUS304不锈钢、Al6061、45钢四种典型材料的圆孔以及TC4钛合金的锥孔进行了一系列仿真和试验研究,主要以表面粗糙度和表面形貌为指标,分析影响磁力研磨光整加工主要影响因素及其作用规律,具体内容包括以下几个方面:(1)叙述了磁力研磨法的国内外发展现状、概念与特点,提出了本课题的主要研究内容与目的。研究了磁性磨粒在磁场中的受力,建立了磁力研磨加工的微观去除模型,分析了其加工机理,从理论上确认了磁力研磨光整加工孔内壁的可行性。(2)研制设计了针对圆孔和锥孔磁力研磨光整加工的试验装置,介绍了检测试验数据的设备、试验件材料的属性,并对磁极的充磁方向和磁极与工件的加工间隙进行了ANSYS数值模拟分析,为进一步的试验研究提供了理论基础。(3)根据正交试验法设计了多组针对圆孔的研磨试验,研究加工工艺参数(磁极转速、磨料粒径、填充量)、研磨液种类、材料属性等因素对工件表面质量的影响及作用规律。并汇总分析了试验数据,得出了表面粗糙度值的变化趋势以及不同因素对其影响的显著程度,结合加工后工件表面微观形貌图,得出了相对最佳的参数组合。(4)为了进一步提高对TC4钛合金锥孔的研磨效率,将超声波振动引入磁力研磨工艺,增加了磁性磨粒的瞬时研磨压力,且磨粒在磁场力、离心力和振动力等的综合作用下,其切削刃形成多方向的切削轨迹,工件的材料去除率高于传统磁力研磨,且研磨后工件的表面粗糙度值较低,表面微观形貌均匀,形状精度也得到一定的改善。
【关键词】：磁力研磨 圆孔 锥孔 表面粗糙度 表面形貌 加工效率
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG580.68
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1.绪论10-18
• 1.1 孔内壁研磨加工的意义10
• 1.2 孔内壁研磨加工的现状10-13
• 1.3 磁力研磨技术的历史和发展13-15
• 1.4 课题的来源及主要研究内容15-18
• 1.4.1 课题的来源15-16
• 1.4.2 本课题的主要研究内容16-18
• 2.孔内壁精密研磨的理论分析18-30
• 2.1 磁力研磨光整加工孔内壁的原理18-19
• 2.2 磁力研磨加工的特点19
• 2.3 磁性磨料的制备19-21
• 2.4 磁性磨粒的受力分析21-24
• 2.4.1 单个磁性磨粒受力分析21-23
• 2.4.2 磁粒刷对孔内壁的作用力分析23-24
• 2.5 磁力研磨材料去除机理24-28
• 2.5.1 微量切削与挤压作用25-27
• 2.5.2 多次塑变磨损机理27
• 2.5.3 摩擦腐蚀磨损作用27-28
• 2.6 本章小结28-30
• 3.孔内壁研磨加工的试验装置与方案设计30-46
• 3.1 研磨试验装置与检测设备30-33
• 3.1.1 研磨加工装置设计30-31
• 3.1.2 检测设备31-33
• 3.2 磁场的有限元模拟分析33-41
• 3.2.1 充磁方向对非导磁性材料的有限元模拟分析34-37
• 3.2.2 充磁方向对导磁性材料的有限元模拟分析37-38
• 3.2.3 加工间隙对非导磁与导磁性材料的有限元模拟分析38-41
• 3.3 试验方案的设计41-44
• 3.3.1 试验件的准备41-43
• 3.3.2 正交试验设计43-44
• 3.3.3 试验过程44
• 3.4 本章小结44-46
• 4.圆孔精密研磨的试验研究46-68
• 4.1 试验装置及试验条件46-47
• 4.2 研磨加工工艺参数对圆孔表面粗糙度的影响47-57
• 4.2.1 磁极转速对圆孔表面粗糙度的影响48-49
• 4.2.2 磨料粒径对圆孔表面粗糙度的影响49-50
• 4.2.3 填充量对圆孔表面粗糙度的影响50-51
• 4.2.4 正交试验结果极差和方差分析51-57
• 4.3 研磨加工工艺参数对圆孔表面形貌的影响57-61
• 4.4 其他工艺参数对圆孔表面质量的影响61-66
• 4.4.1 研磨液种类对圆孔表面质量的影响61-63
• 4.4.2 材料性质对圆孔表面质量的影响63-66
• 4.5 本章小结66-68
• 5.锥孔精密研磨的试验研究68-80
• 5.1 提高锥孔研磨加工效率的分析68-71
• 5.1.1 相对运动速度的分析69
• 5.1.2 磁感应强度的分析69-71
• 5.2 超声振动磁力复合研磨锥孔的工作原理71-73
• 5.3 超声振动磁力复合研磨锥孔的试验装置与条件73-75
• 5.4 超声振动磁力复合研磨锥孔的试验结果与分析75-79
• 5.4.1 材料去除量的结果分析75-76
• 5.4.2 表面粗糙度的结果分析76
• 5.4.3 表面形貌的结果分析76-78
• 5.4.4 形状精度的结果分析78-79
• 5.5 本章小结79-80
• 6.总结与展望80-82
• 6.1 总结80-81
• 6.2 展望81-82
• 参考文献82-86
• 附录F 分布临界值表86-91
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况91-92
• 致谢92-93
• 作者简介93-94

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本文编号：333164