永磁式磁性珩磨系统的优化及实验研究

发布时间：2021-08-12 23:05

　　磁性珩磨技术是利用磁场力驱动转子磨具对长直不锈钢管内壁进行磨削加工的新技术。早期实验研究表明,该技术能够高效清洁得去除内径大于Φ68mm非导磁不锈钢管内表面氧化皮,同时将内表面从毛坯面降低至Ra0.5μm以下。不锈钢管广泛应用于各种工业、装饰业和食品加工业,其内表面质量对不锈钢管耐磨性、配合质量、抗疲劳强度、抗腐蚀性、流动阻力、清洁状况、卫生条件等性能有很大影响。磁性珩磨技术现阶段的主要研究任务是进一步提升磁性珩磨不锈钢管内表面质量,同时扩大磁性珩磨技术的加工范围。这对磁性珩磨技术进一步走向实际应用阶段具有重要的意义。根据励磁来源的不同,磁性珩磨系统分为电磁定子式和永磁式两种。采用永磁式磁场发生器的磁性珩磨系统相比于电磁式磁性珩磨系统发热量很小,能够进行长时间稳定加工;其励磁磁极的径向位置可以在一定范围内进行调节,从而满足不同管径及不同表面质量的加工需求。本文基于永磁式磁性珩磨系统做了以下几个方面的研究:（1）利用Ansoft Maxwell电磁有限元分析软件对永磁式磁性珩磨系统在使用不同珩磨刀具的启动及工作状态进行二维磁场瞬态分析,得到系统从启动到稳定过程的磁场分布和刀具受力、力矩情... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 选题背景和意义
    1.3 不锈钢管内表面氧化皮去除及光整技术概述
        1.3.1 不锈钢管内表面氧化皮去除及光整的一般方法
        1.3.2 珩磨技术概述
        1.3.3 磁性珩磨技术概述
    1.4 文献综述
        1.4.1 磁性珩磨技术的发展动态与趋势
        1.4.2 我国超硬CBN磨具的发展历程与技术趋势
    1.5 论文的研究思路和主要研究内容
第二章 永磁式磁性珩磨系统的磁路分析与优化
    2.1 永磁磁路及电磁场有限元分析基础
        2.1.1 永磁材料及其主要参数
        2.1.2 永磁磁路及其设计原理
        2.1.3 永磁磁路的Ansoft有限元分析基础
    2.2 永磁式磁性珩磨系统的二维磁场有限元分析
        2.2.1 永磁式磁场发生器及转子磨具的有限元模型
        2.2.2 设置激励源与边界条件
        2.2.3 网格划分
        2.2.4 添加求解设置
        2.2.5 仿真结果与对比分析
    2.3 永磁式磁性珩磨系统的磁路调节与参数优化
        2.3.1 磁场发生器的磁路结构优化
        2.3.2 永磁式磁性珩磨系统永磁铁径向同步调节方案
        2.3.3 转子磨具珩磨油石参数的优化
    2.4 本章小结
第三章 磁性珩磨小径不锈钢管的研究
    3.1 磁性珩磨小径不锈钢管转子磨具的研发
        3.1.1 转子磨具结构的确定
        3.1.2 小径不锈钢管磁性珩磨用小型钢座CBN珩磨条的研发
        3.1.3 磨具永磁铁材料选取及结构设计
        3.1.4 转子磨具的连接组件与整体装配制作
    3.2 小径不锈钢管磁性珩磨磁场发生器的优化设计
        3.2.1 永磁铁与磁极靴的设计
        3.2.2 磁路可变磁阻
    3.3 小径不锈钢管磁性珩磨系统的有限元分析
        3.3.1 建立几何模型
        3.3.2 添加励磁源与边界条件
        3.3.3 划分网格
        3.3.4 添加求解设置
        3.3.5 仿真结果与分析
    3.4 本章小结
第四章 永磁式磁性珩磨系统的试验研究
    4.1 永磁式磁性珩磨试验平台及其参数选择原则
        4.1.1 永磁式磁性珩磨加工试验平台及其工艺参数
        4.1.2 磁性珩磨加工试验参数的选用原则
    4.2 中径不锈钢管永磁式磁性珩磨系统加工对比试验
        4.2.1 试验目的
        4.2.2 试验设备与加工对象
        4.2.3 试验参数与试验对照
        4.2.4 试验数据分析与结论
    4.3 小径不锈钢管永磁式磁性珩磨的加工工艺试验研究
        4.3.1 试验目的
        4.3.2 试验内容
        4.3.3 试验结论
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]磁性珩磨过程可持续性研究[J]. 王雷超,姚新改.  组合机床与自动化加工技术. 2017(10)
[2]磁性珩磨系统磁路与电路分析[J]. 李斌,姚新改,张国钧,庞鸿飞.  机械设计与制造. 2016(07)
[3]磁性珩磨系统启动过程研究[J]. 李斌,杨平,张国钧,姚新改.  机械设计与制造. 2016(05)
[4]中国第一颗立方氮化硼的诞生与立方氮化硼产业的发展[J]. 王光祖,张奎,张相法.  超硬材料工程. 2016(02)
[5]磁性珩磨钢座CBN珩磨条研发[J]. 庞鸿飞,李斌,李雪红,姚新改.  机械设计与制造. 2016(02)
[6]智能制造——“中国制造2025”的主攻方向[J]. 周济.  中国机械工程. 2015(17)
[7]国务院印发《中国制造2025》[J].   现代企业. 2015(05)
[8]氯离子含量对热轧430不锈钢氧化皮酸洗质量的影响[J]. 刘芳,秦丽雁,闫松毓,孙将达,韩培德.  太原理工大学学报. 2014(06)
[9]盐酸酸洗废液的综合利用[J]. 熊新宇,章大林,程新.  冶金动力. 2014(09)
[10]磁性珩磨系统电磁场和温度场的研究[J]. 杨慧,杨平,李雪红,姚新改.  现代制造工程. 2014(05)

硕士论文
[1]磁力磨削系统磨具研发及实验研究[D]. 庞鸿飞.太原理工大学 2016
[2]基于不同旋转磁场发生器的磁性珩磨头设计及对比试验研究[D]. 杨平.太原理工大学 2015
[3]磁性珩磨系统磁场热场分析及实验研究[D]. 杨慧.太原理工大学 2014
[4]磁力磨削不锈钢管内壁转子磨具的设计与实验研究[D]. 刘威.太原理工大学 2012
[5]陶瓷结合剂对金刚石颗粒把持力的研究[D]. 杨雪峰.河南工业大学 2011



本文编号：3339233