磁性磨粒光整加工的磁場(chǎng)形成部件性能分析及設(shè)計(jì)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(chǎng)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(guò)磁性磨粒與工件表面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成對(duì)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(diǎn)，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(chǎng)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(jì)成適合加工單一類型零件的專用設(shè)備，為了完善磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)理論，提出了現(xiàn)有磁場(chǎng)形成部件的問(wèn)題。
　　 2、對(duì)磁場(chǎng)形成部件的工作原理進(jìn)行了深入剖析，對(duì)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(chǎng)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(gè)方面。
　　 3、通過(guò)對(duì)電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法的研究，確定了借助Ansoft Maxwell來(lái)對(duì)磁場(chǎng)形成部件進(jìn)行三維仿真計(jì)算和優(yōu)化分析，開發(fā)了一套利用AnsoftMaxwell來(lái)指導(dǎo)磁場(chǎng)形成部件的設(shè)計(jì)理論。
　　 4、利用Ansoft Maxwell三維仿真計(jì)算對(duì)現(xiàn)有磁場(chǎng)形成部件進(jìn)行安匝數(shù)NI的參數(shù)化分析，使磁場(chǎng)形成部件在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)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(duì)線圈位置對(duì)

4、加工區(qū)域磁場(chǎng)影響進(jìn)行了對(duì)比，解決了很多關(guān)鍵結(jié)構(gòu)特征無(wú)法用數(shù)值來(lái)表達(dá)、不易做參數(shù)分析的問(wèn)題。
　　 5、結(jié)合對(duì)現(xiàn)有的磁性磨粒光整加工設(shè)備的分析、電磁鐵設(shè)計(jì)方法和基于Ansoft Maxwell的磁場(chǎng)仿真計(jì)算的設(shè)計(jì)方法，總結(jié)出設(shè)計(jì)磁性磨粒光整加工中的磁場(chǎng)形成部件的主要設(shè)計(jì)原則是:利用線圈中的勵(lì)磁電流建立起所需要的磁動(dòng)勢(shì)，利用鐵心的高磁導(dǎo)率的特性，設(shè)計(jì)一個(gè)完整的磁路，并設(shè)計(jì)合適的氣隙形式，實(shí)現(xiàn)加工間隙內(nèi)的特定的磁場(chǎng)分布。
　　

5、 6、初步設(shè)計(jì)了一種將所有結(jié)構(gòu)和布置都置于工件單側(cè)的磁場(chǎng)形成部件，該磁場(chǎng)形成部件與工件的相對(duì)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(chǎng)形成部件能同時(shí)用于磁性工件和非磁性工件的加工成為可能，使得磁場(chǎng)形成部件能同時(shí)用于回轉(zhuǎn)類零件和平面零件的加工成為可能。
　　 本文對(duì)磁場(chǎng)形成部件的設(shè)計(jì)理論進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)出的磁場(chǎng)形成部件，可用于進(jìn)一步的理論和實(shí)踐研究中，對(duì)磁性磨粒光整加工會(huì)起