磁性磨粒光整加工的磁場形成部件性能分析及設(shè)計研究.pdf

1、磁性磨粒光整加工是利用電磁鐵或永磁鐵產(chǎn)生的磁場在導(dǎo)磁的磁性磨粒上產(chǎn)生作用力，將磁性磨粒緊壓在工件待加工表面，通過磁性磨粒與工件表面的相對運動，完成對工件表面加工的一種新工藝。這種技術(shù)以其良好的柔性、自適應(yīng)性等特點，在制造業(yè)、航空航天業(yè)、精密儀器和精密量具等行業(yè)有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 但是由于傳統(tǒng)磁場形成部件結(jié)構(gòu)的限制，目前磁性磨粒光整加工設(shè)備只能設(shè)計成適合加工單一類型零件的專用設(shè)備，為了完善磁場形成部件的開發(fā)理論，開發(fā)一種符合

2、更復(fù)雜加工條件和適用更多加工形式的磁場形成部件，進(jìn)行了本課題的研究，本文主要完成以下工作:
　　 1、介紹了磁性磨粒光整加工的現(xiàn)狀，總結(jié)了磁性磨粒光整加工中涉及的磁場理論，提出了現(xiàn)有磁場形成部件的問題。
　　 2、對磁場形成部件的工作原理進(jìn)行了深入剖析，對影響磁性磨粒光整加工的因素進(jìn)行了進(jìn)一步分析，從而歸類磁場形成部件的性能要求為工作區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度的極值、工作區(qū)域大小、磁軛磁芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度、漏磁、可靠性、成本和效率等

3、幾個方面。
　　 3、通過對電磁場數(shù)值計算方法的研究，確定了借助Ansoft Maxwell來對磁場形成部件進(jìn)行三維仿真計算和優(yōu)化分析，開發(fā)了一套利用AnsoftMaxwell來指導(dǎo)磁場形成部件的設(shè)計理論。
　　 4、利用Ansoft Maxwell三維仿真計算對現(xiàn)有磁場形成部件進(jìn)行安匝數(shù)NI的參數(shù)化分析，使磁場形成部件在設(shè)計過程中對某些參數(shù)進(jìn)行精確分析和優(yōu)化成為可能;利用Ansoft Maxwell三維仿真對線圈位置對

4、加工區(qū)域磁場影響進(jìn)行了對比，解決了很多關(guān)鍵結(jié)構(gòu)特征無法用數(shù)值來表達(dá)、不易做參數(shù)分析的問題。
　　 5、結(jié)合對現(xiàn)有的磁性磨粒光整加工設(shè)備的分析、電磁鐵設(shè)計方法和基于Ansoft Maxwell的磁場仿真計算的設(shè)計方法，總結(jié)出設(shè)計磁性磨粒光整加工中的磁場形成部件的主要設(shè)計原則是:利用線圈中的勵磁電流建立起所需要的磁動勢，利用鐵心的高磁導(dǎo)率的特性，設(shè)計一個完整的磁路，并設(shè)計合適的氣隙形式，實現(xiàn)加工間隙內(nèi)的特定的磁場分布。
　　

5、 6、初步設(shè)計了一種將所有結(jié)構(gòu)和布置都置于工件單側(cè)的磁場形成部件，該磁場形成部件與工件的相對位置更為靈活，結(jié)構(gòu)更緊湊，更易調(diào)整加工間隙和進(jìn)給，其加工間隙的磁感應(yīng)強(qiáng)度能達(dá)到0.6T以上，使得磁場形成部件能同時用于磁性工件和非磁性工件的加工成為可能，使得磁場形成部件能同時用于回轉(zhuǎn)類零件和平面零件的加工成為可能。
　　 本文對磁場形成部件的設(shè)計理論進(jìn)行了研究，設(shè)計出的磁場形成部件，可用于進(jìn)一步的理論和實踐研究中，對磁性磨粒光整加工會起