【摘要】：磁性磨粒光整加工技術(shù)是一種非傳統(tǒng)的提高零件表面質(zhì)量工藝,具有加工效果好、效率高、不改變?cè)嚰某叽绾托螤罹鹊葍?yōu)勢,在國內(nèi)外引起了廣泛的研究。作為該種加工技術(shù)的刀具,磁性磨粒是影響零件加工質(zhì)量和加工效率的關(guān)鍵因素,其光整加工性能、使用壽命與制備工藝密切相關(guān),因而磁性磨粒制備工藝成為磁性磨粒光整加工技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問題。與其他磁性磨粒制備工藝相比,粘結(jié)法具有工藝簡單、成本低廉的優(yōu)勢,但目前粘結(jié)法制備工藝存在磁介質(zhì)相、磨粒相和樹脂三者混合不均勻,操作難度大,樹脂使用過量等問題。另外,該工藝采用機(jī)械破碎的方式來獲得磁性磨粒。但是在機(jī)械破碎的過程中,破碎機(jī)產(chǎn)生的破碎力度難以控制,再者完全固化后的樹脂基體強(qiáng)度變大,使得坯體破碎難度進(jìn)一步增加,在破碎過程中很容易導(dǎo)致磁介質(zhì)相和磨粒相分離,并產(chǎn)生大量的微細(xì)粉末無法使用,造成浪費(fèi)。針對(duì)以上磁性磨粒粘結(jié)法制備工藝存在的問題,提出一種磁性磨粒粘結(jié)法制備工藝,采用機(jī)械攪拌的方法,使磁介質(zhì)相和磨粒相在物理分散作用下均勻分散在稀料中,并通過擠壓成型的方法制備磁性磨粒。以改善磁介質(zhì)相、磨粒相和樹脂三者的混合質(zhì)量,并盡量避免破碎造成的浪費(fèi)。具體的研究內(nèi)容如下:(1)分析了現(xiàn)有磁性磨粒粘結(jié)法制備工藝中存在的問題;在理論分析的基礎(chǔ)上提出一種固液兩相攪拌混合的磁性磨粒粘結(jié)法制備工藝技術(shù)方案,并對(duì)其進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證;最后確定一種固液兩相攪拌混合的磁性磨粒粘結(jié)法制備工藝。(2)通過SolidWorks和ANSYS Workbench對(duì)磁性磨粒成型裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和有限元分析,并通過理論和光整加工性能試驗(yàn)對(duì)兩種磁性磨粒成型方案進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明,與料桶側(cè)面成型制備磁性磨粒的方案相比,料桶底部成型制備磁性磨粒的方案較優(yōu)。采用料桶底部制備的磁性磨粒加工性能好,粗糙度值粗糙度值Ra從初始0.800μm下降到0.076μm,Rz值從初始4.44μm下降到0.54μm。(3)以45~#鋼管為試件,對(duì)制備的磁性磨粒光整加工性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明與固-固混合式制備的磁性磨粒相比,采用固-液混合式制備的40目磁性磨粒進(jìn)行光整加工,Ra值從初始0.800μm減小到0.076μm,Rz值從初始4.44μm減小到0.54μm,材料去除率MRR為0.67μm/min;其次對(duì)磁性磨粒的性能指標(biāo)進(jìn)行了測試,與固-固混合式制備的磁性磨粒相比,固-液混合式制備的磁性磨粒微觀結(jié)構(gòu)較好,使用壽命較長。(4)以6061鋁合金管為研究對(duì)象,采用粘結(jié)法制備的磁性磨粒對(duì)其進(jìn)行光整加工試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:當(dāng)磁極頭為90°布置時(shí),與固-固混合式制備的磁性磨粒相比,采用固-液混合式制備的磁性磨粒加工效果較好。(5)以TC4鈦合金板為試件,采用不同磁性磨粒對(duì)其外圓表面進(jìn)行磁性磨粒光整加工。二種不同磁性磨粒光整加工效果相比較,采用固-液混合式磁性磨粒光整加工時(shí),效果較優(yōu)。(6)采用正交試驗(yàn)研究了磁性磨粒制備成型過程中制備參數(shù)壓桿轉(zhuǎn)速、往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率、往復(fù)運(yùn)動(dòng)振幅對(duì)磁性磨粒光整加工性能的影響。根據(jù)極差分析得到各參數(shù)對(duì)磁性磨粒光整加工性能影響的順序;方差分析表明各參數(shù)以及參數(shù)間的交互作用對(duì)磁性磨粒光整加工性能的影響都不顯著。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG580.6

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本文編號(hào)：2736491