磁性珩磨钢座CBN珩磨条研发 被引量：8

1

作者 庞鸿飞 李斌 +1 位作者 李雪红 姚新改 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第2期81-83,共3页

磁性珩磨是利用磁力驱动原理对非导磁材料管件内表面进行磨削加工的一项新技术,目前已经获得良好进展,但珩磨条磨损量过大直接影响了磁性珩磨系统的稳定性,进而影响管件内表面的加工质量;对珩磨条进行磨损机理分析和结构优化设计,提出... 磁性珩磨是利用磁力驱动原理对非导磁材料管件内表面进行磨削加工的一项新技术,目前已经获得良好进展,但珩磨条磨损量过大直接影响了磁性珩磨系统的稳定性,进而影响管件内表面的加工质量;对珩磨条进行磨损机理分析和结构优化设计,提出并设计了钢座CBN珩磨条,可使磁引力提高约51.64%,磨削效率显著提高;通过磨削加工实验,结果表明:钢座CBN珩磨条能够使不锈钢管内表面粗糙度降低至0.4um以下,且磨损量仅为微晶刚玉珩磨条的1/40,使系统稳定性大大提高。 展开更多

关键词 磁性珩磨 磨损量 钢座CBN珩磨条 系统稳定性

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永磁式转子磨具光整不锈钢管内壁试验研究 被引量：7

2

作者 杨平 姚新改 杨慧 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2016年第1期100-104,共5页

基于电磁相互作用原理,将三相异步电动机的转子抽去,代之以永磁式转子磨具。在电动机接入三相交流电后,利用电动机定子所产生的旋转磁场来驱动永磁式转子磨具旋转,从而实现对不锈钢管内壁的光整加工。结合试验所得实测参数,借助Ansoft... 基于电磁相互作用原理,将三相异步电动机的转子抽去,代之以永磁式转子磨具。在电动机接入三相交流电后,利用电动机定子所产生的旋转磁场来驱动永磁式转子磨具旋转,从而实现对不锈钢管内壁的光整加工。结合试验所得实测参数,借助Ansoft软件对磁性珩磨系统进行建模与仿真分析。通过理论计算与仿真结果的对比,验证了光整加工试验的可行性。之后对三种不同材料的珩磨条,在不同转速以及是否加冷却液的情况下分别进行试验。通过对比加工后试件内壁的表面粗糙度,得出上述三个因素各自对不锈钢管内壁光整加工效果的影响关系,为不锈钢管内壁光整加工工艺参数的选取提供参考。 展开更多

关键词 磁性珩磨 永磁式转子磨具 不锈钢管 内壁光整 ANSOFT

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小径不锈钢管内壁磁性珩磨磨具研发及试验研究 被引量：4

3

作者 李亚锋 姚新改 +1 位作者 梁星 董志国 《制造技术与机床》 北大核心 2019年第5期99-103,共5页

为满足客户对Ф19～30 mm小径不锈钢管内表面粗糙度值小于0. 5μm的加工要求,研发了一套新型转子磨具。对磨具进行结构设计,利用Ansoft软件对该磨具及其实验装置进行二维磁场分析,得到其磁场分布、珩磨压力和切削力矩等理论参数,验证方... 为满足客户对Ф19～30 mm小径不锈钢管内表面粗糙度值小于0. 5μm的加工要求,研发了一套新型转子磨具。对磨具进行结构设计,利用Ansoft软件对该磨具及其实验装置进行二维磁场分析,得到其磁场分布、珩磨压力和切削力矩等理论参数,验证方案可行性;进行磁性珩磨加工试验,工件内表面平均粗糙度值由0. 866μm降低到0. 474μm,验证了该磨具能够进行稳定加工且具有较好的磨削性能。该磨具的研发拓展了磁性珩磨的应用范围,为后续研究提供了理论依据和实验基础。 展开更多

关键词 磁性珩磨 转子磨具 磁路设计 Ansoft有限元分析

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磁性珩磨系统启动过程研究 被引量：4

4

作者 李斌 杨平 +1 位作者 张国钧 姚新改 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第5期111-114,共4页

磁性珩磨是利用磁力驱动原理来进行加工的一种新技术,在该系统的加工过程中,磁场和温度场的分布是影响加工效果以及可持续加工时间的关键因素。前期研究的结果显示:对该系统的温度场分布,其理论研究分析与实验结果存在较大偏差。考虑到... 磁性珩磨是利用磁力驱动原理来进行加工的一种新技术,在该系统的加工过程中,磁场和温度场的分布是影响加工效果以及可持续加工时间的关键因素。前期研究的结果显示:对该系统的温度场分布,其理论研究分析与实验结果存在较大偏差。考虑到前期研究只进行了稳态分析,而实际启动时,由于磁性珩磨系统所受负载较大,达到稳态所需时间较长,故启动过程对磁场和温度场的影响不可忽略。针对磁性珩磨系统的启动过程进行研究,并根据实际情况考虑转动惯量和阻尼对系统的影响,得出了该系统的磁感应强度分布和电磁转矩曲线,并对稳态分析中的转子初始角进行了修正,为后续分析该系统的温度场提供可靠的依据。 展开更多

关键词 磁性珩磨 启动过程 ANSOFT 瞬态分析

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磁性珩磨系统磁路与电路分析 被引量：3

5

作者 李斌 姚新改 +1 位作者 张国钧 庞鸿飞 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第7期45-48,共4页

磁性珩磨技术是充分结合了磁技术与珩磨技术的新兴技术。前期研究表明,磁性珩磨技术能获得较高的表面质量,但加工的稳定性较差,其主要原因是定子与转子磨具的匹配,即定子与转子磨具组成的磁性珩磨系统的磁路与电路分析。首先对磁性珩磨... 磁性珩磨技术是充分结合了磁技术与珩磨技术的新兴技术。前期研究表明,磁性珩磨技术能获得较高的表面质量,但加工的稳定性较差,其主要原因是定子与转子磨具的匹配,即定子与转子磨具组成的磁性珩磨系统的磁路与电路分析。首先对磁性珩磨系统的空载与负载状态进行磁场分析,然后将"场"的问题转化为"路"的问题,建立电压方程,导出电磁功率及电磁转矩。对两种不同类型的转子磨具进行仿真对比,验证转子磨具的磁路设计对系统钢管内壁处的磁感应强度以及电磁转矩有很大的影响,指出在后续设计中应该重点对转子磨具的磁路进行优化设计,为磁性珩磨系统的连续加工奠定基础。 展开更多

关键词 磁性珩磨 磁场分析 磨具 加工

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磁性珩磨系统电磁场和温度场的研究 被引量：3

6

作者 杨慧 杨平 +1 位作者 李雪红 姚新改 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2014年第5期92-95,共4页

磁性珩磨技术是利用电磁作用驱动磁性磨具在工件内腔运动,从而有效地解决由于结构本身的特殊性而不宜做高速旋转运动的长不锈钢管内表面加工难的实际问题。磁性珩磨系统的电磁场和温度场是影响加工的主要因素,以电机学知识为基础,运用... 磁性珩磨技术是利用电磁作用驱动磁性磨具在工件内腔运动,从而有效地解决由于结构本身的特殊性而不宜做高速旋转运动的长不锈钢管内表面加工难的实际问题。磁性珩磨系统的电磁场和温度场是影响加工的主要因素,以电机学知识为基础,运用传热学理论,借助Ansoft软件和ANSYS Workbench软件对磁性珩磨系统进行优化设计,并对其进行电磁场和温度场分析,为磁性珩磨系统的设计提供理论依据。 展开更多

关键词 磁性珩磨 电磁场 温度场 优化设计

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电磁式磁性珩磨系统激励优化分析

7

作者 王硕 姚新改 +1 位作者 任伟伟 董志国 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第7期96-100,共5页

针对电磁式磁性珩磨系统温升较大,持续加工困难等问题。在保证磁性珩磨系统输出转矩可满足正常启动加工的前提下,对珩磨系统启动输入与稳态输入进行优化。在Maxwell中建立珩磨系统的电磁场计算模型,分析计算磁性珩磨系统所需电磁转矩;... 针对电磁式磁性珩磨系统温升较大,持续加工困难等问题。在保证磁性珩磨系统输出转矩可满足正常启动加工的前提下,对珩磨系统启动输入与稳态输入进行优化。在Maxwell中建立珩磨系统的电磁场计算模型,分析计算磁性珩磨系统所需电磁转矩;以电磁学理论为基础,采用有限元法对磁性珩磨系统电磁转矩进行分析;得到珩磨系统启动和稳态时电磁转矩与输入电压的函数关系,依据经验公式对系统输入参数进行合理的选取;对优化后系统的损耗进行分析计算,并于优化前系统损耗进行对比;通过珩磨系统可持续性加工试验,验证了计算方法和结果的准确性。研究结果表明:优化输入后系统损耗约减少了27.9%;系统稳态时温度由80.3°降低到61.2°。优化输入可有效降低珩磨系统的温升,保证系统加工可持续性。 展开更多

关键词 磁性珩磨 输入优化 转矩 损耗对比

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磁性珩磨系统损耗分析及温升优化 被引量：1

8

作者 郭慧栋 姚新改 +1 位作者 李冬生 李亚锋 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第3期138-140,145,共4页

磁性珩磨系统由于在工作过程中温升较大,导致无法长时间稳定地加工,限制了磁性珩磨技术的应用,工作过程中的内部损耗是磁性珩磨系统发热的主要原因。建立磁性珩磨系统的模型,从温度场仿真的角度入手,对各种损耗进行计算分析,探究其变化... 磁性珩磨系统由于在工作过程中温升较大,导致无法长时间稳定地加工,限制了磁性珩磨技术的应用,工作过程中的内部损耗是磁性珩磨系统发热的主要原因。建立磁性珩磨系统的模型,从温度场仿真的角度入手,对各种损耗进行计算分析,探究其变化规律及影响因素;加入水冷循环装置优化散热,并对磁性珩磨头进行设计改进,结合损耗分析对系统温度分布进行仿真;通过磁性珩磨系统温升实验,结果表明:加入水冷循环装置及改进的二代磁性珩磨头,在转速600r/min条件下,磁性珩磨系统工作的最高温度为69.3℃,满足稳定加工要求。 展开更多

关键词 磁性珩磨 铜耗 铁耗 水冷 温度场

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磁性珩磨系统温度仿真及试验研究 被引量：1

9

作者 王雷超 姚新改 +1 位作者 李雪红 郭惠栋 《工具技术》 北大核心 2017年第10期51-54,共4页

在加工长不锈钢管过程中磁场发生器温升较大,超过绕组的允许温度,导致磁性珩磨加工受到限制。为保证加工的可持续性,本文提出了外循环水冷的冷却方法,并通过仿真分析最终得到该系统稳态温度分布云图。磨削试验结果表明:水冷方法可减小... 在加工长不锈钢管过程中磁场发生器温升较大,超过绕组的允许温度,导致磁性珩磨加工受到限制。为保证加工的可持续性,本文提出了外循环水冷的冷却方法,并通过仿真分析最终得到该系统稳态温度分布云图。磨削试验结果表明:水冷方法可减小系统温升,提高系统的加工稳定性;磨削试验稳态温度与仿真稳态温度的误差在允许范围内,验证了仿真模型的可靠性。 展开更多

关键词 磁性珩磨 水冷却 温度场 仿真 珩磨试验

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电磁式磁性珩磨系统温度场及风冷效能研究 被引量：1

10

作者 李昂 姚新改 +1 位作者 王硕 董志国 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第5期522-526,558,共6页

针对电磁式磁性珩磨系统发热严重、无法持续加工等问题,对磁性珩磨系统损耗、温度场模型以及风冷系统等方面进行了研究。建立了电磁式磁性珩磨系统仿真等效模型,分析计算了系统产生的各种损耗;以传热学理论为基础,采用有限元法对磁性珩... 针对电磁式磁性珩磨系统发热严重、无法持续加工等问题,对磁性珩磨系统损耗、温度场模型以及风冷系统等方面进行了研究。建立了电磁式磁性珩磨系统仿真等效模型,分析计算了系统产生的各种损耗;以传热学理论为基础,采用有限元法对磁性珩磨系统稳态温度场进行了仿真分析,得到了系统的温升变化曲线;设计了一套风冷系统,以流体力学知识为基础得到了出风口风速,将风速折算成散热系数,得到了有风冷时磁性珩磨系统的温升特性;最后进行了电磁式磁性珩磨系统温升实验,通过实验结果与计算结果对比,验证了计算方法的准确性。研究结果表明:在转速为600 r/min工况下,加入风冷装置后,电磁式磁性珩磨系统达到稳态时的最高温度为59.3°,低于极限温度75°,系统可以稳定工作。 展开更多

关键词 磁性珩磨 温度场 风冷 FLUENT 损耗分析

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磁性珩磨过程可持续性研究 被引量：3

11

作者 王雷超 姚新改 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第10期138-140,145,共4页

磁场发生器在加工长不锈钢管过程中温升较大,限制了磁性珩磨技术的推广应用。对此,文章提出了外循环水冷的冷却方法,在Pro/E中建立仿真模型,采集无水冷时的实验数据并导入到Origin中拟合出符合温度随时间变化的数学方程,然后将ANSYS Ste... 磁场发生器在加工长不锈钢管过程中温升较大,限制了磁性珩磨技术的推广应用。对此,文章提出了外循环水冷的冷却方法,在Pro/E中建立仿真模型,采集无水冷时的实验数据并导入到Origin中拟合出符合温度随时间变化的数学方程,然后将ANSYS Steady-State Thermal和ANSYS Fluent有限元分析软件进行耦合;加载发热源和外部水冷条件求得该系统稳态温度分布云图。结果表明:运行12000s(3.33h),系统达到热平衡,其瞬态最高温度为55℃,而无外循环水冷稳态最高温度为75℃,延长了电机的使用寿命,达到了冷却目的,为可持续磁性珩磨加工提供理论依据。 展开更多

关键词 磁性珩磨技术 温度场 持续性

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烧结温度对CBN磁性磨条性能影响研究 被引量：1

12

作者 燕昭锟 姚新改 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第5期129-133,共5页

为了扩大磁性珩磨技术的加工范围,从而实现对小径(内径<30 mm)工件的内表面光整加工,为此提出了磁性磨条。运用放电等离子烧结技术制备出一种磁性磨条,该磨条属于梯度复合材料,兼具导磁和磨削的性能。在烧结过程中控制最高烧结温度,... 为了扩大磁性珩磨技术的加工范围,从而实现对小径(内径<30 mm)工件的内表面光整加工,为此提出了磁性磨条。运用放电等离子烧结技术制备出一种磁性磨条,该磨条属于梯度复合材料,兼具导磁和磨削的性能。在烧结过程中控制最高烧结温度,生产出不同烧结体系的磁性磨条。通过测试相关机械性能和观察微观组织,找出最佳烧结温度。最后使用最佳烧结温度制备的磁性磨条安装在磁性珩磨系统上进行珩磨试验,观察工件粗糙度和光泽度的变化。试验表明,850℃烧结体系下生产的磁性磨条性能最佳,无明显的孔隙,孔隙率仅有5.2%,抗拉强度最高,弹性模量达到53 GPa,结合性能好。使用Ansoft软件对磁场进行有限元分析,当磨条与转子连接时,工作点的磁场在0.6~1.2 T,磁场力为6.6 N,远大于其重力0.152 N。通过初步的珩磨实验,磁性磨条可以降低表面粗糙度的值,在磨削过程中工作平稳,无明显噪音。 展开更多

关键词 磁性珩磨技术 磁性磨条 微观结构 力学性能 磨削效果

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长小径不锈钢管内表面的磁性珩磨工艺 被引量：1

13

作者 燕昭锟 姚新改 +1 位作者 郭瑞鹏 陈洪胜 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第5期705-712,共8页

由于长小径不锈钢管的轴向长、内径小,尚未有对其内表面进行光整加工的较好方法,针对这一问题,提出了一种长小径不锈钢管内表面磁性珩磨加工的新工艺。首先,研发了一套磁性珩磨头,使用热压烧结法制备出了梯度复合磁性磨条,并根据尺寸要... 由于长小径不锈钢管的轴向长、内径小,尚未有对其内表面进行光整加工的较好方法,针对这一问题,提出了一种长小径不锈钢管内表面磁性珩磨加工的新工艺。首先,研发了一套磁性珩磨头,使用热压烧结法制备出了梯度复合磁性磨条,并根据尺寸要求设计出了其永磁体结构;其次,使用Ansoft软件确定了永磁体高度以及加工间隙;分析了影响磁性珩磨压力和珩磨表面粗糙度的因素,以磁场因素-工艺参数-加工条件的顺序进行了分析,并制定了其珩磨工艺;最后,对珩磨工艺进行了工艺试验,确定了加工环境对磁性珩磨粗糙度的影响因素。研究结果表明:当磁性珩磨头旋转频率为5 Hz、加工行程为60个,使用W14+湿磨方法加工效果最佳,钢管普通表面粗糙度值可从0.362μm降低到0.07μm,焊缝粗糙度值可从0.969μm降低到0.249μm;该结果也证实了长小径不锈钢管内表面磁性珩磨是行之有效的新工艺。 展开更多

关键词 光整加工 磁性珩磨工艺 长小径不锈钢管 表面粗糙度 工艺试验 加工环境

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