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抛光机用磁力研磨的技术特点

抛光机磁力研磨技术的加工原理及特点:


一、抛光机加工原理:  

抛光机磁力研磨加工是在强磁场作用下,填充在磁场中的磁性磨料被沿着磁力线的方向排列起来,吸附在磁极上形成“磨料刷”,并对工件表面产生一定的压力,磁极在带动“磨料刷”旋转的与此同时,保持一定的间隙沿工件表面移动,从而实现对工件表面的光整加工。在加工中磁性磨粒的受力状态如图" 所示,磨粒受到工件表面法向力和切向力的作用,作用力使磨粒有向切线方向飞散的趋势,但由于磁场效应,磨粒与此同时还受到沿磁力线方向的一个压向工件的力和沿磁等位线方向的作用力可以防止磨粒向加工区域以外流动,从而保证研磨工作的正常进行。

磁力研磨示意图.png

图1 抛光机磁力研磨示意图  

1磁性磨粒2 3 磁极4工件 


二、抛光机加工特点:  

(1)磨粒自锐性能好,磨削能力强,加工效率高,可以自动调整研磨切削力,实现对机械零件表面的精密研磨加工。  

(2)温升小,工件变形小,切削深度小,加工表面平整光洁,加工精度可达0.01mm。  

(3)工件表面的交变励磁,强化了表面电化学过程,改变了表面的应力分布状态,提高了工件表面的物理机械性能。  

(4)加工对象适应性强,可以研磨平面、曲面以及复杂形状零件的内外表面,例如弯管、" 型管、异型内表面、小瓶颈零件内表面。

(5)具有交变磁场的磁力研磨装置由于没有运动部件,因而运行可靠,设备的寿命大大提高。

但是,由于目前磁性磨料制作成本较高,工件的装夹与去磁问题尚未得到解决,形成批量生产尚有困难。


三、典型的抛光机加工装置:

   

1、外圆磁力研磨装置:

  如图2所示,工件5安装在立式铣床上,在工件与磁极之间的间隙内填入磁性磨料,主轴使工件产生回转和上下进给运动。向线圈通入直流电,即可产生有一定磁感应强度的磁场。实验表明,此方法研磨外圆可使工件表面粗糙度值由1.6um降至0.2um。磨料种类和磁感应强度对研磨效果有较大影响,增加磁感应强度或采用烧结磨料可以提高研磨效率。


外圆磁力研磨装置示意图.png

图2外圆磁力研磨装置示意图  

1线圈2磁极3磁轭4底座5工件6磁性磨料7主轴 


2、内圆表面磁力研磨装置:  

如图3所示,该装置适用于非磁性物质(如黄铜)圆管等的内表面光整加工。圆管内部装有永磁铁和磁性磨料,磁性磨料吸附在永磁铁的周围,当圆管外部加上永磁铁时,磁性磨料在磁场的作用下对圆管内表面产生一定的压力。该装置的本体可以安装到车床的拖板上,工件由主轴带动作回转运动,永磁铁沿工件轴线方向振动,拖板带动工件作进给运动。黄铜圆管内表面加工后,表面粗糙度值可从7um降至1.3um。


内圆表面磁力研磨装置示意图.png

 图3 内圆表面磁力研磨装置示意图

1永磁铁2磁性磨料3 振动方向4磁极5非磁性管 



四、抛光机复杂曲面数字化磁力光整加工:  

对平面或规则曲面(内、外圆面等)的加工通常可采用前述的自动化光整加工装置来完成。而复杂模具的外表面往往以非规则曲面占多数,且模具产品表面光洁度要求非常高,实现自动化光整加工较困难。目前普遍采用手工打磨,造成质量不稳定、效率非常低、人为因素影响较大等缺点。如果能结合曲面数字化方法(接触式、非接触式),先提取复杂曲面的三维几何数据,通过相应的软件生成曲面的几何模型和数控加工代码,再利用数控磁力研磨光整加工设备完成复杂曲面的自动化光整加工,就可以克服手工光整加工的弱点,大大提高生产效率。山东工程学院的赵玉刚等人已进行了类似的研究,开发了复杂曲面数控磁力研磨加工机床。该机床采用的控制系统是为适应磁力研磨加工工艺特点而自行研制的三坐标数字化仿形加工控制系统。该加工设备除了具有普通三坐标数控铣床控制系统的功能外,茗彩还具有曲面示教方式三坐标数字化测量功能、曲面加工轨迹的自动编程和磁性磨料的自动更换功能等。