磁性磨粒光整加工钛合金板的实验研究.pdf

第7期
机杌械设计与制造
2014年7月
Machinery Design Manufacture
139
磁性磨粒光整加工钛合金板的实验研究
赵珂,陈红玲,李文辉,王海龙
(太原理工大学机械工程学院,山西太原030024
摘要:利用磁性磨粒光整加工的方法研麾拋光钛合金板,并测量了抛光后的工件表面粗糙度。由于钛合金是非导磁性
工件,可以通过增加永磁铁来改善加エ区域的磁场特性,并用仿真软件模拟了增加永久磁铁和不加永久磁铁时加工钛合
金的磁感应强度的大小。最后,采用正交试验方法来湃估在磁性磨粒光整加工过程中旋转速度、加工间隙、磨粒类型及加
工时间对工件表面粗糙度的影响。为了获得较好的加エ表面,用方差分析和SN比寻求较好的试验条件。结果表明,磁性
磨粒光整加工能够有效的抛光钛合金表面,获得理想的表面粗糙度。
关键词磁性磨粒光整加工;磁感应强度;正交试验;方差分析;SN比
中图分类号:TH16;TH14文献标识码:A文章编号:1001-3997(2014)07-0139-03
Experimental Study of Magnetic Abrasive Finishing Titanium Alloy Plate
ZHAO Ke, CHEN Hong-ling, LI Wen-hui, WANG Hai-long
( College of Mechanical Engineering, Taiyuan University of Technology, Shanxi Taiyuan 030024, China
Abstract: Using the method ofmagnetic abrasive finishing ol shing ta m all late, it measured the surface roughness of
workpiece after polishing. Because of titanium alloy is a non-conducting orkpiece, the method puts a permanent magnet
under the workpiece to improve the magnetic properties of the processing area, and uses simulation software to simulate the
magnetic induction intensity of tit um loy workpieces dring processing with permanent magnet and without permanent
magnet Finally, experiment uses orthogonal test method to evaluate the rotational speed, the machining gap, abrasive type
and processing time effeet on the surface roughness of worpiece during the magnetic abrasive finishing rocessing. In order to
obtain a better finished surface, it uses analysis of variance and the SN ratio to find better experimental conditions. Throug
the results it com be seen that the metie ab e n hng en efe o hed ti m l sufe nd b in e
esired surface roughness
Key Words: Magnetic Abrasive Finishing; Magnetic Induction Intensity; Orthogonal Test; Analysis Of Variance; SN
Ra
因此,目前一般的光整加工难以满足以上要求,为了克服目
随着科学技术的快速发展和现代制造技术的不断提高,大前这些困难,需要寻找新的光整加工技术,磁性磨粒光整加工技
多数机械产品正在向着复杂化、智能化、集成化、精密化等方向发术就是其中之一。磁性磨粒光整加工是近年来发展的一『门新加工
展。与此同时,现代下业对产品所需的各种金属材料以及零部件技术,其具有良好的柔性、研磨温升小、自适应性强等优点,并且
加工后的加工表面质量也提出了越来越高的要求,比如、在航空其加工属于精加工范畴,加工部位变形非常小,适用于加工平面、
航天、机床、兵工、医疗器具等复杂、高端、精密机械产品中,获得曲面以及复杂形状的零件吧。在磁性磨粒光整加工过程中,切削刀
一个好的加【表面是至关重要的。这就急需要开发研制和寻找具是由磨粒相、磁介质相以及结合剂组成的磁性磨粒,在磁场作
使用高性能的金属材料以及加工技术。钛合金是一种重要的结构用下,磁性磨粒吸附在磁极上形成“磁性磨粒刷”,当工件和磁极
金属材料,因其具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛产生相对运动时,这种柔性刀具能从工件上切除材料,能够使工
应用于石油,生物医学等领域,尤其是在航空航天和军事工业中,件获得比较好的表面粗糙度。
包括民用飞机、军用飞机、航空发动机、火箭壳体、登月舱、弹头壳2平面磁性磨粒光整加工过程分析
体等因此随着科学以及经济的飞速发展,对钛合金的需求也越2.1加工原理
来越多,同时,对钛合金的要求也越来越高。但是由于钛合金的强
磁性麾粒光整加工就是在磁场作用下,在工件和磁极之间
度高,变形系数小、弹性模量小等特点,能使切削刀具磨损,这就的磁性臍粒会紧密地、有规则地排列起来,形成柔性的“磁性磨粒
使得得到高质量髙精度的钛合金表面受到了限制。
刷”,在磁场力的作用下,这种磁刷会紧压在工件表面,当被加工
来稿日期:2013-12-09
基金项目:国家自然科学基金项目(51175365),山西省科技攻关项目(20120321008-02
作者简介:赵珂,(1986-),男,山东泰安人,在读研究生,主要研究方向:表面光整加工技术的研究
陈红玲,(1962-),女,山西临猗人,教授,博士:,主要研究方向:特种加T.的研究