永磁式磁性珩磨系統(tǒng)的優(yōu)化及實驗研究
發(fā)布時間:2021-08-12 23:05
磁性珩磨技術(shù)是利用磁場力驅(qū)動轉(zhuǎn)子磨具對長直不銹鋼管內(nèi)壁進(jìn)行磨削加工的新技術(shù)。早期實驗研究表明,該技術(shù)能夠高效清潔得去除內(nèi)徑大于Φ68mm非導(dǎo)磁不銹鋼管內(nèi)表面氧化皮,同時將內(nèi)表面從毛坯面降低至Ra0.5μm以下。不銹鋼管廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)、裝飾業(yè)和食品加工業(yè),其內(nèi)表面質(zhì)量對不銹鋼管耐磨性、配合質(zhì)量、抗疲勞強度、抗腐蝕性、流動阻力、清潔狀況、衛(wèi)生條件等性能有很大影響。磁性珩磨技術(shù)現(xiàn)階段的主要研究任務(wù)是進(jìn)一步提升磁性珩磨不銹鋼管內(nèi)表面質(zhì)量,同時擴(kuò)大磁性珩磨技術(shù)的加工范圍。這對磁性珩磨技術(shù)進(jìn)一步走向?qū)嶋H應(yīng)用階段具有重要的意義。根據(jù)勵磁來源的不同,磁性珩磨系統(tǒng)分為電磁定子式和永磁式兩種。采用永磁式磁場發(fā)生器的磁性珩磨系統(tǒng)相比于電磁式磁性珩磨系統(tǒng)發(fā)熱量很小,能夠進(jìn)行長時間穩(wěn)定加工;其勵磁磁極的徑向位置可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié),從而滿足不同管徑及不同表面質(zhì)量的加工需求。本文基于永磁式磁性珩磨系統(tǒng)做了以下幾個方面的研究:(1)利用Ansoft Maxwell電磁有限元分析軟件對永磁式磁性珩磨系統(tǒng)在使用不同珩磨刀具的啟動及工作狀態(tài)進(jìn)行二維磁場瞬態(tài)分析,得到系統(tǒng)從啟動到穩(wěn)定過程的磁場分布和刀具受力、力矩情...
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 選題背景和意義
1.3 不銹鋼管內(nèi)表面氧化皮去除及光整技術(shù)概述
1.3.1 不銹鋼管內(nèi)表面氧化皮去除及光整的一般方法
1.3.2 珩磨技術(shù)概述
1.3.3 磁性珩磨技術(shù)概述
1.4 文獻(xiàn)綜述
1.4.1 磁性珩磨技術(shù)的發(fā)展動態(tài)與趨勢
1.4.2 我國超硬CBN磨具的發(fā)展歷程與技術(shù)趨勢
1.5 論文的研究思路和主要研究內(nèi)容
第二章 永磁式磁性珩磨系統(tǒng)的磁路分析與優(yōu)化
2.1 永磁磁路及電磁場有限元分析基礎(chǔ)
2.1.1 永磁材料及其主要參數(shù)
2.1.2 永磁磁路及其設(shè)計原理
2.1.3 永磁磁路的Ansoft有限元分析基礎(chǔ)
2.2 永磁式磁性珩磨系統(tǒng)的二維磁場有限元分析
2.2.1 永磁式磁場發(fā)生器及轉(zhuǎn)子磨具的有限元模型
2.2.2 設(shè)置激勵源與邊界條件
2.2.3 網(wǎng)格劃分
2.2.4 添加求解設(shè)置
2.2.5 仿真結(jié)果與對比分析
2.3 永磁式磁性珩磨系統(tǒng)的磁路調(diào)節(jié)與參數(shù)優(yōu)化
2.3.1 磁場發(fā)生器的磁路結(jié)構(gòu)優(yōu)化
2.3.2 永磁式磁性珩磨系統(tǒng)永磁鐵徑向同步調(diào)節(jié)方案
2.3.3 轉(zhuǎn)子磨具珩磨油石參數(shù)的優(yōu)化
2.4 本章小結(jié)
第三章 磁性珩磨小徑不銹鋼管的研究
3.1 磁性珩磨小徑不銹鋼管轉(zhuǎn)子磨具的研發(fā)
3.1.1 轉(zhuǎn)子磨具結(jié)構(gòu)的確定
3.1.2 小徑不銹鋼管磁性珩磨用小型鋼座CBN珩磨條的研發(fā)
3.1.3 磨具永磁鐵材料選取及結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1.4 轉(zhuǎn)子磨具的連接組件與整體裝配制作
3.2 小徑不銹鋼管磁性珩磨磁場發(fā)生器的優(yōu)化設(shè)計
3.2.1 永磁鐵與磁極靴的設(shè)計
3.2.2 磁路可變磁阻
3.3 小徑不銹鋼管磁性珩磨系統(tǒng)的有限元分析
3.3.1 建立幾何模型
3.3.2 添加勵磁源與邊界條件
3.3.3 劃分網(wǎng)格
3.3.4 添加求解設(shè)置
3.3.5 仿真結(jié)果與分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 永磁式磁性珩磨系統(tǒng)的試驗研究
4.1 永磁式磁性珩磨試驗平臺及其參數(shù)選擇原則
4.1.1 永磁式磁性珩磨加工試驗平臺及其工藝參數(shù)
4.1.2 磁性珩磨加工試驗參數(shù)的選用原則
4.2 中徑不銹鋼管永磁式磁性珩磨系統(tǒng)加工對比試驗
4.2.1 試驗?zāi)康?br> 4.2.2 試驗設(shè)備與加工對象
4.2.3 試驗參數(shù)與試驗對照
4.2.4 試驗數(shù)據(jù)分析與結(jié)論
4.3 小徑不銹鋼管永磁式磁性珩磨的加工工藝試驗研究
4.3.1 試驗?zāi)康?br> 4.3.2 試驗內(nèi)容
4.3.3 試驗結(jié)論
4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]磁性珩磨過程可持續(xù)性研究[J]. 王雷超,姚新改. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù). 2017(10)
[2]磁性珩磨系統(tǒng)磁路與電路分析[J]. 李斌,姚新改,張國鈞,龐鴻飛. 機(jī)械設(shè)計與制造. 2016(07)
[3]磁性珩磨系統(tǒng)啟動過程研究[J]. 李斌,楊平,張國鈞,姚新改. 機(jī)械設(shè)計與制造. 2016(05)
[4]中國第一顆立方氮化硼的誕生與立方氮化硼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[J]. 王光祖,張奎,張相法. 超硬材料工程. 2016(02)
[5]磁性珩磨鋼座CBN珩磨條研發(fā)[J]. 龐鴻飛,李斌,李雪紅,姚新改. 機(jī)械設(shè)計與制造. 2016(02)
[6]智能制造——“中國制造2025”的主攻方向[J]. 周濟(jì). 中國機(jī)械工程. 2015(17)
[7]國務(wù)院印發(fā)《中國制造2025》[J]. 現(xiàn)代企業(yè). 2015(05)
[8]氯離子含量對熱軋430不銹鋼氧化皮酸洗質(zhì)量的影響[J]. 劉芳,秦麗雁,閆松毓,孫將達(dá),韓培德. 太原理工大學(xué)學(xué)報. 2014(06)
[9]鹽酸酸洗廢液的綜合利用[J]. 熊新宇,章大林,程新. 冶金動力. 2014(09)
[10]磁性珩磨系統(tǒng)電磁場和溫度場的研究[J]. 楊慧,楊平,李雪紅,姚新改. 現(xiàn)代制造工程. 2014(05)
碩士論文
[1]磁力磨削系統(tǒng)磨具研發(fā)及實驗研究[D]. 龐鴻飛.太原理工大學(xué) 2016
[2]基于不同旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生器的磁性珩磨頭設(shè)計及對比試驗研究[D]. 楊平.太原理工大學(xué) 2015
[3]磁性珩磨系統(tǒng)磁場熱場分析及實驗研究[D]. 楊慧.太原理工大學(xué) 2014
[4]磁力磨削不銹鋼管內(nèi)壁轉(zhuǎn)子磨具的設(shè)計與實驗研究[D]. 劉威.太原理工大學(xué) 2012
[5]陶瓷結(jié)合劑對金剛石顆粒把持力的研究[D]. 楊雪峰.河南工業(yè)大學(xué) 2011
本文編號:3339233
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 選題背景和意義
1.3 不銹鋼管內(nèi)表面氧化皮去除及光整技術(shù)概述
1.3.1 不銹鋼管內(nèi)表面氧化皮去除及光整的一般方法
1.3.2 珩磨技術(shù)概述
1.3.3 磁性珩磨技術(shù)概述
1.4 文獻(xiàn)綜述
1.4.1 磁性珩磨技術(shù)的發(fā)展動態(tài)與趨勢
1.4.2 我國超硬CBN磨具的發(fā)展歷程與技術(shù)趨勢
1.5 論文的研究思路和主要研究內(nèi)容
第二章 永磁式磁性珩磨系統(tǒng)的磁路分析與優(yōu)化
2.1 永磁磁路及電磁場有限元分析基礎(chǔ)
2.1.1 永磁材料及其主要參數(shù)
2.1.2 永磁磁路及其設(shè)計原理
2.1.3 永磁磁路的Ansoft有限元分析基礎(chǔ)
2.2 永磁式磁性珩磨系統(tǒng)的二維磁場有限元分析
2.2.1 永磁式磁場發(fā)生器及轉(zhuǎn)子磨具的有限元模型
2.2.2 設(shè)置激勵源與邊界條件
2.2.3 網(wǎng)格劃分
2.2.4 添加求解設(shè)置
2.2.5 仿真結(jié)果與對比分析
2.3 永磁式磁性珩磨系統(tǒng)的磁路調(diào)節(jié)與參數(shù)優(yōu)化
2.3.1 磁場發(fā)生器的磁路結(jié)構(gòu)優(yōu)化
2.3.2 永磁式磁性珩磨系統(tǒng)永磁鐵徑向同步調(diào)節(jié)方案
2.3.3 轉(zhuǎn)子磨具珩磨油石參數(shù)的優(yōu)化
2.4 本章小結(jié)
第三章 磁性珩磨小徑不銹鋼管的研究
3.1 磁性珩磨小徑不銹鋼管轉(zhuǎn)子磨具的研發(fā)
3.1.1 轉(zhuǎn)子磨具結(jié)構(gòu)的確定
3.1.2 小徑不銹鋼管磁性珩磨用小型鋼座CBN珩磨條的研發(fā)
3.1.3 磨具永磁鐵材料選取及結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1.4 轉(zhuǎn)子磨具的連接組件與整體裝配制作
3.2 小徑不銹鋼管磁性珩磨磁場發(fā)生器的優(yōu)化設(shè)計
3.2.1 永磁鐵與磁極靴的設(shè)計
3.2.2 磁路可變磁阻
3.3 小徑不銹鋼管磁性珩磨系統(tǒng)的有限元分析
3.3.1 建立幾何模型
3.3.2 添加勵磁源與邊界條件
3.3.3 劃分網(wǎng)格
3.3.4 添加求解設(shè)置
3.3.5 仿真結(jié)果與分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 永磁式磁性珩磨系統(tǒng)的試驗研究
4.1 永磁式磁性珩磨試驗平臺及其參數(shù)選擇原則
4.1.1 永磁式磁性珩磨加工試驗平臺及其工藝參數(shù)
4.1.2 磁性珩磨加工試驗參數(shù)的選用原則
4.2 中徑不銹鋼管永磁式磁性珩磨系統(tǒng)加工對比試驗
4.2.1 試驗?zāi)康?br> 4.2.2 試驗設(shè)備與加工對象
4.2.3 試驗參數(shù)與試驗對照
4.2.4 試驗數(shù)據(jù)分析與結(jié)論
4.3 小徑不銹鋼管永磁式磁性珩磨的加工工藝試驗研究
4.3.1 試驗?zāi)康?br> 4.3.2 試驗內(nèi)容
4.3.3 試驗結(jié)論
4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]磁性珩磨過程可持續(xù)性研究[J]. 王雷超,姚新改. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù). 2017(10)
[2]磁性珩磨系統(tǒng)磁路與電路分析[J]. 李斌,姚新改,張國鈞,龐鴻飛. 機(jī)械設(shè)計與制造. 2016(07)
[3]磁性珩磨系統(tǒng)啟動過程研究[J]. 李斌,楊平,張國鈞,姚新改. 機(jī)械設(shè)計與制造. 2016(05)
[4]中國第一顆立方氮化硼的誕生與立方氮化硼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[J]. 王光祖,張奎,張相法. 超硬材料工程. 2016(02)
[5]磁性珩磨鋼座CBN珩磨條研發(fā)[J]. 龐鴻飛,李斌,李雪紅,姚新改. 機(jī)械設(shè)計與制造. 2016(02)
[6]智能制造——“中國制造2025”的主攻方向[J]. 周濟(jì). 中國機(jī)械工程. 2015(17)
[7]國務(wù)院印發(fā)《中國制造2025》[J]. 現(xiàn)代企業(yè). 2015(05)
[8]氯離子含量對熱軋430不銹鋼氧化皮酸洗質(zhì)量的影響[J]. 劉芳,秦麗雁,閆松毓,孫將達(dá),韓培德. 太原理工大學(xué)學(xué)報. 2014(06)
[9]鹽酸酸洗廢液的綜合利用[J]. 熊新宇,章大林,程新. 冶金動力. 2014(09)
[10]磁性珩磨系統(tǒng)電磁場和溫度場的研究[J]. 楊慧,楊平,李雪紅,姚新改. 現(xiàn)代制造工程. 2014(05)
碩士論文
[1]磁力磨削系統(tǒng)磨具研發(fā)及實驗研究[D]. 龐鴻飛.太原理工大學(xué) 2016
[2]基于不同旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生器的磁性珩磨頭設(shè)計及對比試驗研究[D]. 楊平.太原理工大學(xué) 2015
[3]磁性珩磨系統(tǒng)磁場熱場分析及實驗研究[D]. 楊慧.太原理工大學(xué) 2014
[4]磁力磨削不銹鋼管內(nèi)壁轉(zhuǎn)子磨具的設(shè)計與實驗研究[D]. 劉威.太原理工大學(xué) 2012
[5]陶瓷結(jié)合劑對金剛石顆粒把持力的研究[D]. 楊雪峰.河南工業(yè)大學(xué) 2011
本文編號:3339233
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