超声辅助磁粒研磨TC4平面的光整试验研究

发布时间：2020-12-21 03:23

　　为了提高钛合金TC4表面质量,采用超声辅助磁粒研磨技术对TC4平面进行光整试验研究,研究了磁极开槽宽度与深度在不同比例下的磁场强度大小,及不同超声波振动幅度和磨粒粒径条件下对TC4表面粗糙度值的影响。结果表明:在磁极开槽宽度与深度比为1∶1,超声波振动幅度为10μm,磨粒粒径为200μm时,研磨加工60 min,钛合金TC4平面研磨前后的表面粗糙度值Ra由原始3.00μm下降到0.12μm,表面纹理去除,形貌得到明显改善,TC4平板表面材料力学属性加强,表面摩擦系数降低。 

【文章来源】：电镀与精饰. 2020年10期 北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

超声辅助磁粒研磨加工原理图

表1所示为超声辅助磁粒研磨加工钛合金TC4平面试验条件，加工使用磁极头为钕铁硼永磁体，研磨介质为自制的磁性研磨粒子，是铁粉和三氧化二铝粉末以2∶1的质量比烧结而成。试验过程中，在磁极头旋转、工件横向进给形成的相对运动下，研磨粒子划擦、刮刻工件表面；超声波的轴向高频机械振动使旋转加工中的研磨粒子轴向冲击工件表面，加快表面凸起的去除，优化研磨粒子的加工轨迹。研磨过程中，需每隔5 min添加2 m L的研磨液，降低加工中摩擦、切削生热；每隔10 min更换一次研磨粒子，保持研磨粒子切削刃的锐利；每隔10 min对工件表面进行一次表面形貌数据采集，使用JB-8E触针式表面粗糙度测量仪测量工件表面粗糙度数值，使用VHX-500F超景深3D电子显微镜观测工件研磨前后表面微观形貌。3 磁极开槽仿真模拟分析

图3为磁极开槽宽度比深度分别为1∶1、1∶2及2∶1的仿真模拟效果图，磁极为轴向充磁圆柱形磁极，以磁极圆心为坐标轴中心，沿磁极开槽方向为x、y的坐标轴方向；分别以坐标（2,2）、（4,4）、（6,6）与圆心的连线为半径做半圆，所得的半圆线命名为a、b、c，并对三处所测得磁感应强度大小进行分析。由图4模拟数据分析可得：较磁极开槽宽度比深度为1∶1与2∶1时，比例为1∶2的磁极开槽表面及槽底处，两者间的磁感应强度差值巨大，平均达到0.30 T；两者间较大的磁场梯度差，使得磁极开槽的棱边处磁感应强度远强于平面处，导致加工中的磁性研磨粒子分布严重不均匀，工件表面研磨效果差。磁极开槽宽度比深度为2∶1时，磁极表面及槽底处具有0.14 T的磁场梯度差值，但槽底处磁场强度为0.10 T，在研磨过程中无法保存磁性粒子，从而使得不同区域处粒子无法更换，易对加工表面产生损伤，且加工效率低。磁极开槽宽度比深度为1∶1的开槽磁极，在磁极加工平面有一定的磁场梯度，不仅使磁极头“十字矩形槽”中心交叉处磁性粒子均匀分布，还有利于促进磨粒的翻滚、更新，及时更换不同研磨粒子的切削刃，实现高效率精加工研磨TC4平面。4 摩擦磨损

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
[1]表面微结构在大气和水环境下的摩擦学特性研究[D]. 彭约钧.南京航空航天大学 2011



本文编号：2929091