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.pdf

1、不銹鋼管廣泛用于石油、化工、醫(yī)療、食品、輕工、機械儀表等工業(yè)的輸送管道以及機械結(jié)構(gòu)部件。為了提高不銹鋼管的高溫拉伸強度、可焊接性、抗腐蝕性、易加工性等性能，一些大型的管狀類零件都要經(jīng)過高溫固溶處理。由于不銹鋼管經(jīng)過了高溫固溶處理，致使材料表面形成了一層較厚的與基體結(jié)合的非常牢固的氧化皮，而且這類零件由于本身的特殊性不易做高速旋轉(zhuǎn)。因此采用適當(dāng)?shù)姆椒皶r有效的去除這類工件表面的氧化皮，并降低其表面粗糙度值，對順利進(jìn)行下道工序以及防止管道表

2、面的腐蝕，延長工件的使用壽命都有重大意義。
　　 目前，國內(nèi)外快速去除不銹鋼管內(nèi)表面堅硬氧化皮的方法有電解加工法、酸洗法等。但是電解加工不銹鋼管內(nèi)壁時陰極安裝困難且易出現(xiàn)短路，而且在實際過程中往往難以實現(xiàn)控制；酸洗加工過的不銹鋼表面呈高低不平的黑色片狀，且廢液污染環(huán)境。本文在有限元仿真分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一套既具有較大導(dǎo)磁性又具有很強磨削能力的轉(zhuǎn)子磨具。該轉(zhuǎn)子磨具在外部旋轉(zhuǎn)磁場的帶動下，在工件內(nèi)腔旋轉(zhuǎn)并做軸向進(jìn)給運動，從而有效的

3、除去工件內(nèi)壁上堅硬的氧化皮，并減小其表面粗糙度值，且污染小，結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，有良好的應(yīng)用前景。
　　 本文主要從磁力磨削系統(tǒng)的電磁場和溫度場有限元分析、轉(zhuǎn)子磨具設(shè)計、以及轉(zhuǎn)子磨具加工效果的實驗驗證幾個方面進(jìn)行了研究，下面分別概述如下：
　　 1.以電機學(xué)知識為基礎(chǔ)，利用Ansoft有限元軟件，建立了磁力磨削系統(tǒng)的實體模型，仿真模擬出系統(tǒng)的磁場分布圖和在額定轉(zhuǎn)速下的電磁轉(zhuǎn)矩曲線。在電磁轉(zhuǎn)矩滿足切削阻力矩的基礎(chǔ)上，驗證了

4、所建立系統(tǒng)模型的正確性，為轉(zhuǎn)子磨具各零件的設(shè)計提供了必要的理論依據(jù)。
　　 2.利用ANSYS有限元軟件建立了磁力磨削系統(tǒng)的實體模型，并對其溫度場進(jìn)行了有限元模擬仿真，找到了旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生器的正常工作時間以及其發(fā)熱的主要原因。為保證磁力磨削系統(tǒng)各部件不被燒壞，其工作時間的延長，加工效率的提高提供了參考依據(jù)。
　　 3.以有限元軟件對磁力磨削系統(tǒng)的電磁場和溫度場仿真分析為基礎(chǔ)，設(shè)計了一種轉(zhuǎn)子磨具。該轉(zhuǎn)子磨具鐵芯采用0.5mm

5、厚的硅鋼片疊壓而成，可大大減小加工過程中產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗，進(jìn)而降低磁力磨削系統(tǒng)內(nèi)的溫度；轉(zhuǎn)子磨具在壓縮彈簧彈力的作用下，不僅實現(xiàn)磨條的自動進(jìn)給，而且起到了很好的“柔性化”加工效果；磨條座與磨條采用機械式固定，克服了傳統(tǒng)粘結(jié)固定的缺點，使得磨條的安裝與拆卸更加方便，并且磨條座可多次使用而沒有變形。
　　 4.通過轉(zhuǎn)子磨具的加工實驗，驗證了設(shè)計的轉(zhuǎn)子磨具具有較強的磨削性能，可有效的除去工件內(nèi)壁上堅硬的氧化皮，并降低其表面粗糙