【摘要】：表面質(zhì)量是影響機械零部件使用性能和壽命的重要參數(shù)。磁性磨具光整加工技術(shù)可以提高零部件的表面質(zhì)量和力學(xué)性能,已經(jīng)應(yīng)用于軸承、汽車零部件和軸類零件的光整加工。但是目前使用的磁性磨具多為分散顆粒的磁磨粉,制備成本高、重復(fù)利用性差、易飛散。粘彈性磁性磨具是由具有粘彈性的聚合物、磁介質(zhì)相和磨粒相混合而成的半固體加工介質(zhì),具有很好的流動性和適應(yīng)性,能夠很好的與復(fù)雜形面相吻合,可實現(xiàn)內(nèi)外圓表面、平面、具有溝槽和窄縫等復(fù)雜形面的零部件的光整加工。論文采用不同的聚合物為基體,制備了粘彈性磁性磨具,并進行加工效果的評價對于磁性磨粒光整加工技術(shù)的推廣應(yīng)用具有重要意義。課題得到了國家自然科學(xué)基金(51175365)和山西省自然科學(xué)基金(2017D12076)的資助。本文以PVA和107硅橡膠為基體制備了兩種粘彈性磁性磨具,并進行了實驗研究,分析了主要工藝參數(shù)對加工效果的影響規(guī)律。并以PVA粘彈性磁性磨具為加工介質(zhì),基于響應(yīng)曲面法實驗研究,建立了表面粗糙度Ra值下降率的預(yù)測模型,通過四組實驗驗證了模型的有效性,得到了優(yōu)化的工藝參數(shù)。具體研究內(nèi)容如下:1.綜述了磁性磨具表面光整加工技術(shù)的國內(nèi)外研究進展,提出了新的磁性磨具光整加工介質(zhì):107硅橡膠和PVA為基體的粘彈性磁性磨具。2.提出了粘彈性磁性磨具的性能要求。從基體選擇、材料表面改性、磨粒相與鐵磁相混合、基體與兩相的混合四個方面闡述了粘彈性磁性磨具的制備工藝。分析了磨具的加工機理,提出影響磨具加工效果的因素。3.以聚乙烯醇(PVA)為基體制備了粘彈性磁性磨具,采用單因素實驗,對6061鋁合金管的外圓和內(nèi)圓進行光整加工。分析了主要工藝參數(shù)對表面粗糙度Ra的影響規(guī)律。結(jié)果表明:光整加工效果隨所選單因素的改變而不同。加工鋁合金管外圓時,工件轉(zhuǎn)速為600r/min、磨粒相粒徑為320目、磨具中磨粒相和鐵磁相二者質(zhì)量比為1:3、磨具中基體和兩相質(zhì)量比為1:1時,分別可以到達最好的加工效果。加工鋁合金管內(nèi)圓時,磨具中基體和兩相質(zhì)量比為1:2、工件轉(zhuǎn)速為250r/min、磨具中磨粒相和鐵磁相質(zhì)量比為1:3、磨粒相粒徑為320目時,分別可以達到最好的加工效果。磨具放置時間較長會提高其光整加工效率,但是流動性和粘彈性變差,失去對復(fù)雜形面零件的加工能力。4.運用響應(yīng)曲面法分析各影響因素及其交互作用與工件粗糙度值的變化率%ΔRa的關(guān)系。建立表面粗糙度預(yù)測模型,通過再次設(shè)計實驗驗證模型可信度。最后對現(xiàn)有的工藝參數(shù)進行了優(yōu)化,得到最優(yōu)的工藝參數(shù)。5.制備了一種以107硅橡膠為基體的粘彈性磁性磨具,并設(shè)計實驗對其加工性能進行探究。新制備的磨具穩(wěn)定性較好,可以重復(fù)多次使用。當(dāng)磨粒相粒徑為600目、磨粒相和鐵磁相質(zhì)量比為1:3、交聯(lián)劑為0.14g、工件轉(zhuǎn)速為350r/min時,可將工件表面粗糙度值Ra由0.299μm下降到0.113μm,Ra值相對下降率約為62.2%,加工效果最好。
【圖文】：

1-磨粒相；2-基體；3-鐵磁相圖 2-1 新制備的粘彈性磁性磨具ew preparation of viscoelastic magnetic ab磨具中直接參與光整工作的重要組金剛石、碳化硅、白剛玉等�？梢詫嵞ゾ咧械拇判晕镔|(zhì)，通常選取粒徑較用下磁化，對磨粒相顆粒施加研磨壓具的載體，，它可以將磨粒相和鐵磁相

V型混料器Fig.2-3Vblender
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG74

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 田騰騰;陳燕;譚悅;劉永健;;電解-磁力研磨鈦合金的工藝參數(shù)優(yōu)化[J];電鍍與精飾;2018年01期

2 陳博;陳學(xué)琴;任軍;孫爭光;;納米二氧化硅表面改性研究進展[J];有機硅材料;2017年05期

3 金林赫;蔡婧宜;張會豐;廖雙泉;;天然橡膠分子鏈側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的表征[J];材料研究學(xué)報;2017年05期

4 韓冰;云昊;陳燕;廖明;;振動輔助磁力研磨超硬精密Al_2O_3陶瓷管內(nèi)表面試驗研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報;2016年02期

5 黃虎;陳紅玲;李文輝;李秀紅;;粘彈性磁性磨料光整機理研究與加工實驗[J];磁性材料及器件;2014年03期

6 張琳;趙吉賓;李論;;復(fù)雜曲面磁力研磨加工方法研究[J];組合機床與自動化加工技術(shù);2014年01期

7 韓冰;鄧超;陳燕;;球形磁鐵在彎管內(nèi)表面磁力研磨中的應(yīng)用[J];摩擦學(xué)學(xué)報;2013年06期

8 翟洪飛;楊勝強;李文輝;李秀紅;;粘彈性磁性磨具對鋁板平面的光整加工研究[J];機械設(shè)計與制造;2012年07期

9 袁彬彬;劉力;梁繼竹;張立群;;交聯(lián)結(jié)構(gòu)的表征及其對硫化膠性能的影響[J];橡膠工業(yè);2011年07期

10 徐建林;陳紀東;王智平;冉奮;楊樹華;;表面分散劑對電化學(xué)制備納米銅粉的影響[J];材料科學(xué)與工藝;2011年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李秀紅;基于磁場特性的內(nèi)孔表面光整新技術(shù)理論分析與實驗研究[D];太原理工大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 翟洪飛;粘彈性磁性磨具的制備及其光整實驗研究[D];太原理工大學(xué);2012年

2 范春利;磁性磨粒的研制及其加工性能的實驗分析與研究[D];吉林大學(xué);2008年

3 孟利;粘結(jié)磁性磨料制備工藝及其研磨性能研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2008年

本文編號：2654077