球形开槽磁极辅助研磨H63黄铜弯管内表面 被引量：10

1

作者 赵杨 陈燕 +2 位作者 吕旖旎 李文龙 陈松 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期360-367,共8页

目的改善H63黄铜弯管内表面质量,缩短加工周期,提高使用寿命。方法通过六自由度机械手臂,拖动磁场发生装置,带动弯管内辅助磁极进行研磨试验。分别采用球形磁极与球形开槽磁极作为辅助磁极研磨,并利用Ansoft软件,分析加入两种辅助磁极后... 目的改善H63黄铜弯管内表面质量,缩短加工周期,提高使用寿命。方法通过六自由度机械手臂,拖动磁场发生装置,带动弯管内辅助磁极进行研磨试验。分别采用球形磁极与球形开槽磁极作为辅助磁极研磨,并利用Ansoft软件,分析加入两种辅助磁极后,磨削区磁力线和磁感应强度的变化情况。探究两种光整加工形式的原理及研磨轨迹。使用触针式表面粗糙度测量仪和超景深3D电子显微镜,对两种辅助磁极研磨试验前后的样品进行对比和分析。结果添加球形辅助磁极研磨60 min,H63黄铜弯管内表面粗糙度Ra由原始的0.833μm减小到0.238μm,继续研磨15 min后,Ra降低到0.194μm。添加球形开槽辅助磁极研磨60 min,H63黄铜弯管内表面粗糙度Ra由原始的0.834μm减小到0.172μm,继续研磨15 min后,Ra变为0.176μm。球形开槽辅助磁极研磨加工弯管内表面,效率提高20%。结论球形开槽辅助磁极磨削弯管内表面的轨迹为致密均匀的双螺旋线,能够避免球形辅助磁极研磨时产生的尖点效应。同时,该加工形式促进磁性研磨粒子滑擦弯管内壁时的动态翻滚更新,进而减缓切削刃钝化,缩短研磨时间,解决弯管内壁的原始缺陷问题。 展开更多

关键词 H63黄铜弯管 辅助磁极 磁粒研磨 研磨运动轨迹 研磨效率 表面形貌

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双磁极式磁粒研磨机理分析及试验研究 被引量：10

2

作者 程淼 陈松 +3 位作者 赵杨 李文龙 吕旖旎 陈燕 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期81-89,共9页

目的解决平面磁粒研磨中压力不均匀和需要反复调整研磨间隙的问题,设计双磁极式研磨方法。方法首先对双磁极式研磨方法机理进行分析,并对研磨区域单颗磨粒进行受力分析,寻找影响研磨压力的主要因素;其次利用Ansoft Maxwell软件对两种研... 目的解决平面磁粒研磨中压力不均匀和需要反复调整研磨间隙的问题,设计双磁极式研磨方法。方法首先对双磁极式研磨方法机理进行分析,并对研磨区域单颗磨粒进行受力分析,寻找影响研磨压力的主要因素;其次利用Ansoft Maxwell软件对两种研磨方法进行磁场仿真,分析两种研磨方法的研磨区域磁场梯度变化,通过面积积分法对比磁感应强度的影响程度;最后设计试验装置,通过试验对理论分析及有限元分析的结果进行验证,对比研磨前后工件表面粗糙度及微观形貌变化。结果双磁极式研磨方法中磨粒的研磨压力完全由磁场力提供,与研磨区域磁感应强度成正比,研磨区域磁感应强度比"铣削式"研磨方法提高约34.56%。两种方法在相同试验条件下对SUS304不锈钢板研磨40 min,双磁极式研磨方法研磨后,工件表面原始纹理基本被去除,表面粗糙度值由原始的0.25μm下降至0.16μm,下降率为36%,比"铣削式"研磨方法提高约80%,粗糙度曲线波动平缓,波峰波谷高度差变化均匀且表面形貌光滑平整。结论双磁极式研磨方法研磨区域磁场梯度变化明显,利于磨粒流动更新,研磨压力相对稳定,表面粗糙度下降率高,研磨后工件表面形貌光整,与"铣削式"研磨方法相比具有较明显的优势。 展开更多

关键词 磁粒研磨 双磁极 受力状态 面积积分 SUS304不锈钢板 表面粗糙度

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采用神经网络和遗传算法优化磁粒研磨TC4弯管工艺参数 被引量：9

3

作者 李文龙 陈燕 +1 位作者 赵杨 吕旖旎 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期330-336,共7页

目的提高研磨TC4弯管内表面质量及加工效率,对磁粒研磨加工工艺参数进行优化。方法首先设定最优表面质量为优化的目标,然后将影响磁粒研磨TC4弯管内表面质量的四个主要工艺参数作为优化对象,对所要建立的神经网络隐含层节点数的个数进... 目的提高研磨TC4弯管内表面质量及加工效率,对磁粒研磨加工工艺参数进行优化。方法首先设定最优表面质量为优化的目标,然后将影响磁粒研磨TC4弯管内表面质量的四个主要工艺参数作为优化对象,对所要建立的神经网络隐含层节点数的个数进行试验,并选择最优值,之后建立反映TC4弯管内表面粗糙度和主要工艺参数的非线性映射模型,最终使用遗传算法得到TC4弯管内表面粗糙度最优值和磁粒研磨加工TC4弯管内表面的最优工艺参数组合,并且通过试验验证其预测结果的精确性。结果通过建立结构为4-5-1的BP神经网络,并利用遗传算法的预测,得到了磁粒研磨加工TC4弯管最优工艺参数配置组合:磁极转速为570 r/min,加工间隙为2.0 mm,磨料粒径为178μm(80目),进给速度为80 mm/min。结论使用BP神经网络创建的反映TC4弯管内表面粗糙度与加工TC4弯管内表面工艺参数之间的映射模型具有较好的精度,同时应用遗传算法全局寻优得到了最佳的工艺参数,是一种准确度较高的优化磁粒研磨TC4弯管内表面加工工艺参数的新方法。 展开更多

关键词 磁粒研磨 弯管 内表面 表面粗糙度 BP神经网络 遗传算法 TC4钛合金

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空间弯管内表面磁粒研磨位姿轨迹优化试验研究

4

作者 王硕 陈松 +2 位作者 程海东 袁鲁 解志文 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期146-156,共11页

目的利用机械手对末端研磨装置姿态的灵活可控性,设计一种可变换研磨姿态的加工方式,以高效去除紫铜弯管内表面的材料缺陷,并解决其在常规加工方式下材料去除不均匀的问题。方法利用ADAMS和EDEM软件分别仿真模拟出磁轭以单一研磨姿态和... 目的利用机械手对末端研磨装置姿态的灵活可控性,设计一种可变换研磨姿态的加工方式,以高效去除紫铜弯管内表面的材料缺陷,并解决其在常规加工方式下材料去除不均匀的问题。方法利用ADAMS和EDEM软件分别仿真模拟出磁轭以单一研磨姿态和变换研磨姿态驱动下磁性磨粒群在弯管内表面的运动轨迹和切、法向累计能量,并以此作为材料去除均匀性和研磨效率的评价指标。最后搭建试验平台对2种研磨方式进行试验验证。结果通过磁轭单一研磨姿态与变换研磨姿态(15°起始研磨偏角)2种加工方式对紫铜弯管内表面研磨50 min后的表面形貌可知,前者在加工区域内的研磨痕迹深浅不一、且分布差异性较大。测得表面粗糙度为0.3μm。后者在原始表面缺陷完全去除的前提下,仅留下了较浅的研磨痕迹,表面平整度较高。测得表面粗糙度为0.189μm。结论在相同的加工条件下,通过在合理范围内增大磁轭的起始研磨姿态偏角,可提高变换研磨姿态驱动下磁性磨粒运动轨迹线的覆盖率、结构致密程度、交错频率,有利于提高弯管内表面的研磨均匀性。同时在研磨过程中会增大磁场梯度的变化幅度,进而增强磁性磨粒群的流动性,对其切削刃替换及使用寿命方面有着积极的影响。研磨后弯管内表面所受的累计能量也会随之增加,最终实现了研磨效率的提高。 展开更多

关键词 研磨均匀性 累计能量 研磨轨迹 研磨效率 磁粒研磨 机械手

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电磁场作用下球形磁极辅助研磨弯管内表面研究 被引量：7

5

作者 赵杨 陈燕 +2 位作者 程淼 陈松 喻正好 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2020年第1期22-26,共5页

弯管弯曲成形后,在弯折处易产生微裂纹、褶皱等表面质量缺陷问题。本文通过采用六自由度机械手拖动电磁场发生装置沿加工轨迹往复运动,电磁场发生装置驱动球形辅助磁极绕管件内壁转动,实现了对弯管内表面的光整加工。在此基础上,通过对... 弯管弯曲成形后,在弯折处易产生微裂纹、褶皱等表面质量缺陷问题。本文通过采用六自由度机械手拖动电磁场发生装置沿加工轨迹往复运动,电磁场发生装置驱动球形辅助磁极绕管件内壁转动,实现了对弯管内表面的光整加工。在此基础上,通过对弯管轮廓采集及曲线拟合,重新构建了弯管中心线并转换为新的研磨加工轨迹。采用超景深3D电子显微镜和触针式表面粗糙度测量仪对研磨试验前后弯管内表面的形貌和粗糙度进行了对比分析。结果表明,通过重新构建研磨加工轨迹,试验装置有效解决了研磨弯折处的干涉与研磨不均匀等问题。研磨55 min后,表面粗糙度由原始的0.713μm降低到0.194μm,铜合金弯管内表面原始质量缺陷基本去除,表面纹理较为致密均匀。该方法有效避免了未规划研磨轨迹时出现的犁耕等纹理缺陷,提高了弯管的服役可靠性。 展开更多

关键词 弯管 电磁场 磁粒研磨 轨迹构建 研磨效率 表面形貌

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永磁交变磁场磁粒研磨装置及试验研究

6

作者 闫宇航 王清阳 +6 位作者 王荟江 安麟柏 王本禹 韩宇阳 姜佳琦 丁云龙 韩冰 《有色设备》 2024年第1期32-35,49,共5页

为改善平面磁粒研磨加工的效果,增强磁场的变化,使磨料进行翻滚更新。本文设计一种永磁交变磁场磁粒研磨装置,此装置采用了永磁交变磁极产生的交变磁场进行磁粒研磨加工。利用软件对永磁交变磁场进行模拟仿真,并观察研磨区域磁感应强度... 为改善平面磁粒研磨加工的效果,增强磁场的变化,使磨料进行翻滚更新。本文设计一种永磁交变磁场磁粒研磨装置,此装置采用了永磁交变磁极产生的交变磁场进行磁粒研磨加工。利用软件对永磁交变磁场进行模拟仿真,并观察研磨区域磁感应强度的变化。在研磨试验中,用SUS304不锈钢板件作为试验件,研磨时间为30 min,磁性磨料粒径为80目,主轴转速分别为150 r/min、200 r/min、250 r/min。使用超景深显微镜与触针式粗糙度测量仪对工件加工前后的表面形貌与粗糙度进行检测。通过对比可得,SUS304不锈钢板的表面形貌逐渐改善,纹理和凹坑基本去除;表面粗糙度由原始的0.329μm降至0.069μm,达到了光整加工的效果。采用永磁交变磁场磁粒研磨装置可以加快磁性磨粒的更新,使研磨轨迹更加复杂化,从而提升研磨效果,提高研磨效率。 展开更多

关键词 磁粒研磨 永磁交变磁场 SUS304不锈钢 表面粗糙度 研磨装置 模拟仿真 光整加工

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基于交变磁场辅助磁力研磨中永磁极优化试验

7

作者 李佳新 曹睿 +2 位作者 矫彦婷 韩冰 王荟江 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2024年第5期28-35,共8页

钛合金是新兴的结构和功能材料,TC4钛合金表面的精密加工依旧是个难题。为提高钛合金表面质量,在交变磁场磁粒研磨加工中进一步优化了永磁极的排列方式。利用有限元软件分别对未优化的交变磁场以及优化后的交变磁场进行模拟分析对比,再... 钛合金是新兴的结构和功能材料,TC4钛合金表面的精密加工依旧是个难题。为提高钛合金表面质量,在交变磁场磁粒研磨加工中进一步优化了永磁极的排列方式。利用有限元软件分别对未优化的交变磁场以及优化后的交变磁场进行模拟分析对比,再通过试验对比优化前后的几个交变磁场下,磁粒研磨加工TC4钛合金的表面形貌和表面粗糙度的变化情况。研究表明:在未优化交变磁场下磁粒研磨加工10 min,磁粒研磨加工工件的表面粗糙度从1.28μm降至0.38μm;在优化后磁场强度最大的交变磁场作用下,磁粒研磨加工工件的表面粗糙度从1.28μm降至0.13μm。在辅助磁粒研磨过程中,优化后的交变磁场不仅提高了加工区域内的磁感应强度,而且磁性磨粒研磨轨迹更加复杂,促进了磁性磨粒的更新,使加工后工件的表面形貌更加平整。用优化后的交变磁场辅助磁粒研磨TC4钛合金表面,提高了研磨效率,进一步提高了工件的表面质量。 展开更多

关键词 交变磁场 磁粒研磨 TC4钛合金板 表面粗糙度

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磁粒研磨中单颗磁性磨粒磁场力的实验研究 被引量：5

8

作者 李奎 韩冰 +2 位作者 朱子俊 李路杰 陈燕 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2021年第5期15-22,共8页

为了解决单颗磁性磨粒其磁场力难以定量分析和测量的问题,本文通过对现有磁场力理论进行分析,利用特斯拉仪对永磁极轴线方向上的磁场强度进行测量,并利用MATLAB对磁场强度的实际测量值进行数值拟合,得出了磁场强度关于加工距离的函数曲... 为了解决单颗磁性磨粒其磁场力难以定量分析和测量的问题,本文通过对现有磁场力理论进行分析,利用特斯拉仪对永磁极轴线方向上的磁场强度进行测量,并利用MATLAB对磁场强度的实际测量值进行数值拟合,得出了磁场强度关于加工距离的函数曲线,进而获得磁场强度变化率的函数曲线,以其代替理论公式中的磁场强度梯度推导得出了便于定量分析的磁性磨粒所受磁场力的数学模型。同时设计了一种单颗磁性磨粒磁场力的测量装置,在磁化后磁性磨粒磁场力的作用下,精密电子天平上永磁极的重量发生改变,其改变量即为一定体积磁性磨粒的磁场力,通过体积比计算出单颗磁性磨粒磁场力的大小。结果表明,在1.5、3.5、5.5、7.5和9.5 mm处,相同体积、磁场强度下的数学模型计算值和实际测量值均方根误差为0.01366,验证了该数学模型的准确性。 展开更多

关键词 磁粒研磨 单颗磁性磨粒 磁场力 磁场强度 数值拟合 体积比

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磁粒研磨中磁性磨料的动力学行为仿真研究

9

作者 李毓滦 曲禹鑫 +1 位作者 程海东 韩冰 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2024年第2期107-112,共6页

为了探究磁粒研磨中磁性磨料的最佳动力学参数,利用有限元软件ANSYS Maxwell结合离散元软件EDEM,对磁粒研磨加工过程进行动态仿真。首先进行微观参数标定,得到了磁性磨粒离散元仿真所需的参数,最终确定滑动摩擦系数为0.9、滚动摩擦系数... 为了探究磁粒研磨中磁性磨料的最佳动力学参数,利用有限元软件ANSYS Maxwell结合离散元软件EDEM,对磁粒研磨加工过程进行动态仿真。首先进行微观参数标定,得到了磁性磨粒离散元仿真所需的参数,最终确定滑动摩擦系数为0.9、滚动摩擦系数为0.109为最优的参数组合。在此参数基础上,对磁粒研磨加工过程进行动态仿真。结果表明:在其他条件一定的情况下,磁场转速越高,单位时间内磁性磨粒与管件表面之间的作用次数越高,加工效率越高。通过加工实验,得到了在不同加工参数下表面粗糙度数据。模拟仿真结果与实验结果的变化趋势具有一致性,验证了利用数值分析的手段对磁粒研磨加工过程进行理论分析的可行性。 展开更多

关键词 磁粒研磨 离散元法 磨粒动力学 参数标定

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脱合金法在TC4钛合金磁粒研磨光整加工中的应用 被引量：2

10

作者 张祥 马小刚 +2 位作者 张亮 杨诗瑞 解志文 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期189-199,共11页

为解决TC4钛合金表面材料的定量去除问题,提高TC4钛合金磁粒研磨光整加工的效率,采用电化学脱合金法对不同浓度的Na OH溶液进行分析,得出最佳电解液浓度为1.5 mol/L;利用动电位和恒电位极化确定脱合金临界电压为2.1 V。在1.5 mol/L NaO... 为解决TC4钛合金表面材料的定量去除问题,提高TC4钛合金磁粒研磨光整加工的效率,采用电化学脱合金法对不同浓度的Na OH溶液进行分析,得出最佳电解液浓度为1.5 mol/L;利用动电位和恒电位极化确定脱合金临界电压为2.1 V。在1.5 mol/L NaOH溶液中,2.1 V电压下进行脱合金试验,TC4钛合金表面获得连续均匀的纳米多孔结构。脱合金3、6、9 h后,工件表面纳米多孔层的维氏硬度分别降低29.4%、39.5%、46.7%。摩擦磨损试验中,磨球穿透纳米多孔层的时间分别为11、21、35 min,纳米多孔层厚度分别达到2.2、3.8和6.2μm。对TC4钛合金和脱合金工件进行磁粒研磨光整加工,研磨加工165 min后,TC4钛合金表面6.2μm厚度的磨痕得到有效去除;研磨加工45 min后,脱合金工件表面6.2μm厚度的纳米多孔层被有效去除,研磨效率提升72.7%。使用脱合金-磁粒研磨复合加工的方法,实现了TC4钛合金表面材料的定量去除,而且降低了表面材料的维氏硬度,提高了磁粒研磨的加工效率。 展开更多

关键词 TC4钛合金 电化学脱合金 纳米多孔结构 维氏硬度 磁粒研磨 定量去除

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磁粒复合研磨SUS304不锈钢孔道的机理与试验研究 被引量：6

11

作者 张龙龙 焦安源 +1 位作者 陈燕 韩冰 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期259-266,共8页

目的为探究磁粒研磨法对SUS304不锈钢孔道表面质量的影响,优化磁粒研磨工件内表面的工艺方案。方法首先,基于磁极单轨迹运动和复合轨迹运动两种不同形式,分别对磁粒研磨孔道内表面的基本原理和运动轨迹进行了理论分析;其次,利用ANSYS软... 目的为探究磁粒研磨法对SUS304不锈钢孔道表面质量的影响,优化磁粒研磨工件内表面的工艺方案。方法首先,基于磁极单轨迹运动和复合轨迹运动两种不同形式,分别对磁粒研磨孔道内表面的基本原理和运动轨迹进行了理论分析;其次,利用ANSYS软件对孔道内壁的磁场强度进行了有限元分析;最后,通过磁粒研磨法对孔道内壁进行试验验证。利用超景深3D显微镜和触针式表面粗糙度测量仪,分别测取孔道表面微观形貌和表面粗糙度。结果研磨加工时间均为15 min,磁极为单轨迹运动时,工件表面材料去除量为662 mg,孔道内壁的表面粗糙度值由原始的2.0μm降至0.48μm;磁极为复合轨迹运动时,工件表面材料去除量高达892 mg,孔道内壁的粗糙度值下降至0.24μm。结论磁极为复合轨迹运动时,相对于传统的磁极单轨迹运动,磁粒研磨效率进一步提高,工件表面微观形貌以及表面粗糙度都有明显改善,研磨后的工件内表面质量更佳。 展开更多

关键词 磁粒研磨 SUS304不锈钢孔道 复合轨迹运动 材料去除量 粗糙度 表面形貌

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磁粒研磨TC4孔棱边毛刺的机理及试验研究 被引量：6

12

作者 焦安源 张龙龙 +1 位作者 陈燕 刘新龙 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期283-290,共8页

目的探究磁粒研磨法去除TC4孔棱边毛刺的机理,寻求去除TC4孔棱边毛刺的最佳工艺方案。方法分别对磁极单轨迹运动、磁极复合轨迹运动下磁粒研磨去除孔棱边毛刺的基本原理进行分析,分别利用ANSOFT和ANSYS软件对孔棱边处的磁场强度和切削... 目的探究磁粒研磨法去除TC4孔棱边毛刺的机理,寻求去除TC4孔棱边毛刺的最佳工艺方案。方法分别对磁极单轨迹运动、磁极复合轨迹运动下磁粒研磨去除孔棱边毛刺的基本原理进行分析,分别利用ANSOFT和ANSYS软件对孔棱边处的磁场强度和切削力进行模拟分析。通过磁粒研磨法对孔棱边毛刺进行研磨去除试验,利用超景深3D显微镜测取孔棱边毛刺的微观形貌以及毛刺的高度。结果磁极为单轨迹运动时,磁极自转转速为2000 r/min,研磨加工15 min后,TC4孔棱边的毛刺高度由原始的60μm左右降至5μm左右。磁极为复合轨迹运动时,磁极自转转速为2000 r/min,磁极公转速度为30 r/min,加工时间为12 min,TC4孔棱边的毛刺已经完全去除,且孔表面微观形貌较好。结论当磁极为复合轨迹运动时,相对于传统的磁极单轨迹运动,孔棱边毛刺的去除效率进一步提高,TC4孔表面微观形貌得到极大改善。 展开更多

关键词 磁粒研磨 复合轨迹运动 TC4 毛刺 毛刺高度 表面形貌

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弯管点云面型识别与磁粒研磨试验 被引量：1

13

作者 李鑫 陈松 +3 位作者 李雨龙 赵耀耀 李昌龙 解志文 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期226-234,246,共10页

目的 解决空间异形弯管折弯处内壁研磨困难,普遍采用的弯管磁粒研磨工艺存在手动采点误差大、机械手坐标精度低及研磨间隙差异大等问题。方法 首先对弯管内壁的研磨原理进行分析,对管内流体和磁极排布进行仿真模拟,分析不同研磨间隙下... 目的 解决空间异形弯管折弯处内壁研磨困难,普遍采用的弯管磁粒研磨工艺存在手动采点误差大、机械手坐标精度低及研磨间隙差异大等问题。方法 首先对弯管内壁的研磨原理进行分析,对管内流体和磁极排布进行仿真模拟,分析不同研磨间隙下的磁感应强度变化及管件压力和流速的变化,利用三维光学扫描仪扫描点云数据,对扫描的数据进行三维重建,截取折弯处,提取特征点,通过主成分分析法构建点云坐标系,最后将提取到的特征点进行坐标转换,利用处理后的点云数据进行磁粒研磨弯管内壁,与手动采点试验后的研磨效果进行对比,证明其可行性。结果 采用点云识别获取弯管中线轨迹更平滑,在相同条件下,经过手动采点研磨弯管使其表面粗糙度降至0.18μm,点云面型特征识别弯管将表面粗糙度降至0.10μm,同时其表面形貌效果最佳,表面凹坑、划痕完全被去除,研磨痕迹较浅。结论 点云面型的识别方法能够快速获取弯管研磨轨迹,并且经过点云数据处理,提高了中线采取的准确性,同时保证了研磨过程的稳定性,克服了因研磨间隙变化产生的研磨效果不均匀问题。 展开更多

关键词 磁粒研磨 磁场仿真 流体仿真 点云 三维重建 主成分分析 位姿

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仿形组合磁极研磨增材制造复杂表面工艺研究 被引量：1

14

作者 孙岩 潘明诗 +1 位作者 王杰 陈燕 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期361-368,共8页

目的改善零件表面质量,延长零部件使用寿命。方法应用Ansys Maxwell模拟仿真沿盘形磁极圆周开不同形状槽时磁极磁感应强度的分布。以钛合金(Ti6Al4V)材料增材制造的成形零件为例,基于磁粒研磨抛光技术,利用仿形组合开槽磁极对成形零件... 目的改善零件表面质量,延长零部件使用寿命。方法应用Ansys Maxwell模拟仿真沿盘形磁极圆周开不同形状槽时磁极磁感应强度的分布。以钛合金(Ti6Al4V)材料增材制造的成形零件为例,基于磁粒研磨抛光技术,利用仿形组合开槽磁极对成形零件沟槽表面进行研磨抛光。结果模拟结果表明,沿磁极圆周开均布矩形槽时,磁极的磁感应强度波峰值最大,波谷值最小,磁场强度梯度变化最大,最适合复杂工件表面的磁粒研磨。磁性磨粒粒径、磁极转速和研磨间隙等参数的设置都会影响研磨加工效果,经模拟和实验获得最佳工艺参数为磁性磨粒粒径180μm、磁极转速1000 r/min、研磨间隙2 mm。设置如上所述的加工工艺参数,成形零件沟槽表面粗糙度Ra由原始的10.70μm降为0.52μm,且其表面缺陷得到有效去除。结论采用仿形组合开槽磁极应用磁粒研磨技术能够实现增材制造复杂零件表面的研磨抛光。 展开更多

关键词 增材制造 磁粒研磨 表面粗糙度 仿形组合磁极

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磁粒研磨Al 2024细长管的机理及试验研究 被引量：5

15

作者 张龙龙 焦安源 +1 位作者 陈燕 钱之坤 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期303-309,共7页

目的探究磁粒研磨过程中外部磁极的不同排布方式对Al 2024细长管内表面研磨质量的影响,寻求一种最佳的磁极排布方式。方法首先,在理论上分析了磁粒研磨细长管的基本原理;其次,利用ANSYS软件的磁场模块对磁极的三种排布方式进行模拟,得... 目的探究磁粒研磨过程中外部磁极的不同排布方式对Al 2024细长管内表面研磨质量的影响,寻求一种最佳的磁极排布方式。方法首先,在理论上分析了磁粒研磨细长管的基本原理;其次,利用ANSYS软件的磁场模块对磁极的三种排布方式进行模拟,得出不同的磁感应强度曲线,通过分析曲线的变化规律来探讨磁极排布方式对研磨效果的影响;再次,设计了试验装置,对理论和有限元仿真结果进行了验证试验,通过观测内表面粗糙度值和微观形貌,对比了试验效果。结果随着磁极夹角从90?增大到180?,磁感应强度逐渐减小,有效磁场区域逐渐减小。较小的磁感应强度使得磁性磨粒在磁场中受到的研磨压力变小,磁性磨粒易于受离心力作用甩出加工区域,参与研磨的数量变少,研磨质量降低;变小的有效磁场区域使得磁性磨粒受力区域减小,被磁化的数量减少,参与研磨的数量减少,研磨质量较差。研磨时间10 min后,从试验结果中可以看出,当磁极90?分布时,表面粗糙度值下降最大,从原来的0.66μm降至0.12μm,表面的凹坑和纹理缺陷被去除,表面形貌均匀且光泽度较好。结论磁粒研磨Al 2024细长管内表面时,调整磁极排布可以提高加工区域的磁感应强度和增大有效磁场区域面积,继而提高磁性磨粒的作用效果,促进研磨的有效进行,保证较好的研磨质量。 展开更多

关键词 磁粒研磨 A12024细长管 磁极排布 表面粗糙度 表面纹理

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基于形态学细化法的弯管中线提取及研磨位姿计算研究

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作者 程淼 付兴烨 +5 位作者 李美丽 卢振生 王迎辉 张岩 乔跃 陈松 《现代电子技术》 2023年第15期107-112,共6页

针对弯管内表面磁粒研磨工艺中手动采点产生的随机误差大、研磨间隙无法保证以及位姿不准确等问题,文中利用图像处理方法设计并实现了弯管中线的快速获取及坐标转换,从而完成研磨装置运动位姿计算。首先,对弯管磁粒研磨基本原理进行了分... 针对弯管内表面磁粒研磨工艺中手动采点产生的随机误差大、研磨间隙无法保证以及位姿不准确等问题,文中利用图像处理方法设计并实现了弯管中线的快速获取及坐标转换,从而完成研磨装置运动位姿计算。首先,对弯管磁粒研磨基本原理进行了分析,根据研磨过程中单颗磨粒受力状态得出弯管研磨过程中的基本工艺要求;其次,利用工业相机获取弯管图像,通过形态学细化及m邻接点分支去除方法得到弯管的轮廓中线;最后将中线像素点转换到工件坐标系下并进行函数化,结合弯管磁粒研磨工艺计算出研磨位姿,通过机械手离线编程软件对研磨位姿进行运动检查。利用形态学细化法对其结果进行m邻接点分支去除,可以较好地得到光滑的单像素弯管廓形中线;弯管中线的函数化有利于研磨位姿计算,可提高研磨过程的一致性和可控性。 展开更多

关键词 m邻接点 分支去除 磁粒研磨 弯管中线 研磨位姿 受力分析 函数化 形态学细化

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GCr15轴承内圈磁粒研磨光整实验

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作者 刘冬冬 韩冰 +1 位作者 陈燕 胡玉刚 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2019年第7期1-5,共5页

利用磁粒研磨加工工艺对轴承内圈进行光整加工实验,以降低其表面粗糙度值为目的,通过AnsoftMaxwell磁场模拟软件对磁极三种形状进行仿真分析,得到磁极开轴向槽磁场强度大,在此基础上研究了磨料粒径、磁极转速和研磨液用量对表面粗糙度... 利用磁粒研磨加工工艺对轴承内圈进行光整加工实验,以降低其表面粗糙度值为目的,通过AnsoftMaxwell磁场模拟软件对磁极三种形状进行仿真分析,得到磁极开轴向槽磁场强度大,在此基础上研究了磨料粒径、磁极转速和研磨液用量对表面粗糙度值的影响。结果表明:当磨料粒径为185μm时,磁极转速为600r/min、研磨液用量为6mL,光整加工60min,轴承内圈的表面粗糙度值由原始的0.51μm下降至0.10μm,表面的划痕、刀微纹基本全部去除,表面形貌的均匀性较好,表面的显微硬度由原始的820HV变为了900HV,研磨后的表面强度增加了。 展开更多

关键词 磁粒研磨 磁场模拟 粗糙度值 表面形貌 显微硬度

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超声磁粒复合研磨对石英玻璃管内表面的光整研究 被引量：6

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作者 刘顺 韩冰 +1 位作者 陈燕 许召宽 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期265-270,共6页

目的探究超声磁粒复合研磨对石英玻璃管内表面管研磨的可能性,分析有无辅助磁极及不同粒径的研磨粒子对内表面的影响。方法在石英玻璃管内表面添加辅助磁极并辅助超声磁粒复合研磨装置,加快磨粒的翻滚,提高抛光质量和效率。结果采用超... 目的探究超声磁粒复合研磨对石英玻璃管内表面管研磨的可能性,分析有无辅助磁极及不同粒径的研磨粒子对内表面的影响。方法在石英玻璃管内表面添加辅助磁极并辅助超声磁粒复合研磨装置,加快磨粒的翻滚,提高抛光质量和效率。结果采用超声磁粒复合研磨装置,选用150、250、350μm三种粒径的研磨粒子分别进行研磨实验,研磨40 min后,150μm的研磨粒子表面粗糙度值从原始4.4μm下降到1.2μm,250μm的研磨粒子表面粗糙度值下降到0.2μm,350μm的研磨粒子表面粗糙度值下降到0.6μm。对比传统磁粒研磨装置与超声磁粒复合研磨装置,保持研磨粒子粒径为250μm,经40 min研磨,在传统磁粒研磨装置上未添加辅助磁极,石英玻璃管内表面粗糙度值从原始4.4μm下降到2.8μm;在传统磁粒研磨装置上添加辅助磁极,粗糙度值从原始4.4μm下降到1.1μm;在超声磁粒复合研磨装置上添加辅助磁极,粗糙度值从原始4.4μm下降到0.2μm。结论在石英玻璃管内表面添加辅助磁极后,表面粗糙度值得到下降。采用超声磁粒研磨装置使石英玻璃管内表面粗糙度值在原有基础上进一步下降,且选用粒径为250μm的研磨粒子最佳。加工后,工件内表面的加工均匀性显著提升,原始缺陷和原始波峰基本去除。 展开更多

关键词 超声磁粒复合研磨 辅助磁极 石英玻璃管 切削应力 表面粗糙度值 表面微观形貌

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电解-旋转超声磁粒复合对Tc4板抛光的研究 被引量：4

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作者 刘新龙 陈燕 +1 位作者 张国富 王杰 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2019年第10期13-16,共4页

为了改善Tc4钛合金板材制造零部件的表面质量,降低其表面粗糙度,提出了一种高效率的电解-旋转超声磁粒复合研磨抛光方法。设计了电解-旋转超声磁粒复合研磨抛光的实验装置,对不同加工工艺下所得的合金表面的表面粗糙度、表面残余应力进... 为了改善Tc4钛合金板材制造零部件的表面质量,降低其表面粗糙度,提出了一种高效率的电解-旋转超声磁粒复合研磨抛光方法。设计了电解-旋转超声磁粒复合研磨抛光的实验装置,对不同加工工艺下所得的合金表面的表面粗糙度、表面残余应力进行分析。结果表明,经过20min加工后,复合研磨使表面粗糙度由1.92μm降至0.09μm,改善了表面质量。表面残余应力由+186MPa转变为-51MPa,即由拉应力变为压应力,获得更好的表面应力状态。 展开更多

关键词 Tc4板材 电解-旋转超声磁粒复合研磨 表面粗糙度 表面残余应力

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石英玻璃管内表面的复合光整试验研究

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作者 刘顺 韩冰 +4 位作者 马学冬 陈永君 解志文 许召宽 陈燕 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期267-273,共7页

目的探究超声磁粒复合研磨与超声振动复合抛光两个试验阶段对石英玻璃管内表面加工的可能性,寻求最优的工艺参数组合。方法在石英玻璃管内添加柱形径向充磁辅助磁极,并添加超声振动,组成复合光整装置。在辅助磁极表面包裹一层研磨粒子,... 目的探究超声磁粒复合研磨与超声振动复合抛光两个试验阶段对石英玻璃管内表面加工的可能性,寻求最优的工艺参数组合。方法在石英玻璃管内添加柱形径向充磁辅助磁极,并添加超声振动,组成复合光整装置。在辅助磁极表面包裹一层研磨粒子,构成超声磁粒研磨装置,在辅助磁极外表面包裹一层聚氨酯,构成超声振动抛光装置。结果对上述的超声磁粒复合研磨阶段进行响应面优化,在主轴转速、振动频率、粒径三个变量中,保持其中一个变量不变,另外两个变量组合,使表面粗糙度值达到最低。选用最优的工艺参数组合作为第一阶段主要参数,经40 min研磨,表面粗糙度值从原始的4.40μm下降到0.19μm。在第一阶段基础上进行第二阶段抛光,经5 min抛光,表面粗糙度值从0.19μm进一步下降到0.07μm。结论通过响应面优化得到最优超声磁粒复合研磨组合为:主轴转速1000 r/min、粒径250μm、振动频率20 k Hz。经超声磁粒复合研磨与超声振动复合抛光两个阶段加工后,玻璃管内表面存在的凹坑、突起及划痕均得到有效去除,表面更加均匀、平整。 展开更多

关键词 超声磁粒复合研磨 超声振动复合抛光 响应面法 石英玻璃管 表面粗糙度值 表面形貌

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