發(fā)布時間：2020-10-14 22:26

　　 現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展對零件精密加工的要求越來越高,磁性磨料光整加工技術(shù)是針對高精度表面加工的重要加工方式之一,而磁性磨料是影響光整加工效果、制約磁性磨料光整加工技術(shù)工業(yè)應(yīng)用的一個重要因素。使用化學(xué)復(fù)合鍍法能夠制備出品質(zhì)較高、使用壽命較長的磁性磨料。目前設(shè)計(jì)使用的磁性磨料化學(xué)復(fù)合鍍裝置大多用于工件的表面改性上,整個工藝流程需由人工進(jìn)行操控和調(diào)整,在用于制備小粒徑磁性磨料方面的化學(xué)復(fù)合鍍裝置的設(shè)計(jì)研究較少。本文提出了適用于制備小粒徑磁性磨料并能夠進(jìn)行自動控制的磁性磨料化學(xué)復(fù)合鍍裝置設(shè)計(jì)方案,采用網(wǎng)兜鍍和沖液的方式對鐵磁相和磨粒相進(jìn)行分散運(yùn)動,在使用CFD法對裝置工作區(qū)域關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上對裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。論文主要研究工作和結(jié)論如下:(1)結(jié)合裝置的性能需求將磁性磨料化學(xué)復(fù)合鍍裝置設(shè)計(jì)為工作區(qū)域和輔助區(qū)域兩部分,根據(jù)第二相共沉積機(jī)理采用網(wǎng)兜鍍工藝進(jìn)行磁性磨料的制備,將網(wǎng)兜設(shè)計(jì)為環(huán)狀柱體結(jié)構(gòu),并令網(wǎng)兜在水平方向進(jìn)行周期性快速正反轉(zhuǎn)使其中的鐵磁相在慣性作用下實(shí)現(xiàn)滾動;同時采用球形底化學(xué)鍍槽并利用沖液作用對磨粒相進(jìn)行分散與懸浮。(2)使用CFD法對磁性磨料化學(xué)復(fù)合鍍裝置工作區(qū)域關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),建立流固耦合有限元仿真三維模型,以粒子在下落過程中各重要時間節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動分散狀態(tài)、粒子統(tǒng)計(jì)區(qū)域的空間位置及區(qū)域內(nèi)粒子總數(shù)變化為評價標(biāo)準(zhǔn),確定各影響因素的最佳參數(shù)組合為:化學(xué)鍍槽半徑R=55mm,鍍液盛裝量L=R=55mm,沖液距離h=6mm,管路內(nèi)徑Φ=8mm,沖液流量Q=8L/min。根據(jù)采用最優(yōu)參數(shù)組合時獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)確定環(huán)形網(wǎng)兜的相關(guān)參數(shù)為:環(huán)形網(wǎng)兜的內(nèi)徑r1=16mm,外徑r2=36mm,高度s=26mm,置于鍍槽底部中心上方45mm處。(3)根據(jù)已確定的磁性磨料化學(xué)復(fù)合鍍裝置工作區(qū)域關(guān)鍵參數(shù),以工作臺為基體對裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),采用步進(jìn)電機(jī)為裝置動力源并通過與之相連接的控制器使裝置實(shí)現(xiàn)自動控制,利用傳動系統(tǒng)帶動環(huán)形網(wǎng)兜進(jìn)行轉(zhuǎn)動;由水泵控制的沖液系統(tǒng)伸至化學(xué)鍍槽中,利用沖液作用使磨粒相實(shí)現(xiàn)分散與懸浮。
【學(xué)位單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG173
【部分圖文】：

性磨料的品質(zhì)直接影響磁性磨料光整加工的加工效果。磁性磨料由鐵磁相和磨粒相兩部??分通過鍍層金屬結(jié)合而成，磁性磨料光整加工中較為常見的磁性磨料為顆粒狀，其理想??結(jié)構(gòu)為球體如圖２．１所示。??圖２．１磁性磨料理想結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?２．１?Ｉｄｅａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ａｂｒａｓｉｖｅ??鐵磁相是磁性磨料的基體部分，在進(jìn)行磁性磨料光整加工時用磁頭吸引磨料形成磨??粒刷，并通過控制磁場的大小和方向以滿足加工需求，因此鐵磁相應(yīng)具有一定的磁性或??較易被磁化。磨粒相通過鍍層金屬包覆在鐵磁相表面，為保證在磁性磨料光整加工過程??中不會出現(xiàn)磨粒相或鍍層金屬脫落的情況，鐵磁相與磨粒相應(yīng)有較好的親潤性。??磨粒相是在磁性磨料光整加工過程中與工件直接接觸的部分，可以根據(jù)被加工工件??的材料及性質(zhì)的不同采用不同種類的磨粒相，因此磨粒相在具有一定強(qiáng)度的同時應(yīng)具有??一定的物理和化學(xué)穩(wěn)定性，以防止在加工過程中出現(xiàn)斷裂或與工件發(fā)生理化變性等情??況。為提高磁性磨料的加工質(zhì)量、延長使用壽命

性磨料的品質(zhì)直接影響磁性磨料光整加工的加工效果。磁性磨料由鐵磁相和磨粒相兩部??分通過鍍層金屬結(jié)合而成，磁性磨料光整加工中較為常見的磁性磨料為顆粒狀，其理想??結(jié)構(gòu)為球體如圖２．１所示。??圖２．１磁性磨料理想結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?２．１?Ｉｄｅａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ａｂｒａｓｉｖｅ??鐵磁相是磁性磨料的基體部分，在進(jìn)行磁性磨料光整加工時用磁頭吸引磨料形成磨??粒刷，并通過控制磁場的大小和方向以滿足加工需求，因此鐵磁相應(yīng)具有一定的磁性或??較易被磁化。磨粒相通過鍍層金屬包覆在鐵磁相表面，為保證在磁性磨料光整加工過程??中不會出現(xiàn)磨粒相或鍍層金屬脫落的情況，鐵磁相與磨粒相應(yīng)有較好的親潤性。??磨粒相是在磁性磨料光整加工過程中與工件直接接觸的部分，可以根據(jù)被加工工件??的材料及性質(zhì)的不同采用不同種類的磨粒相，因此磨粒相在具有一定強(qiáng)度的同時應(yīng)具有??一定的物理和化學(xué)穩(wěn)定性，以防止在加工過程中出現(xiàn)斷裂或與工件發(fā)生理化變性等情??況。為提高磁性磨料的加工質(zhì)量、延長使用壽命

Ｗ?Ｗ??（ａ）?（ｂ）??圖２．５管路布置方式示意圖??Ｆｉｇ．?２．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｉｐｅｌｉｎｅ?ｌａｙｏｕｔ??由于布管方式的不同，流體在鍍槽中的運(yùn)動流向也不同，根據(jù)流體運(yùn)動規(guī)律，分別??采用兩種布管方式時的流體運(yùn)動方向分別如圖２．６所示。采用第一種布管方式時，流體??沿化學(xué)鍍槽內(nèi)壁由外側(cè)至中心形成環(huán)流，由中心位置直伸至鍍槽底部的管體對粒子運(yùn)動??的阻礙作用較��；采用第二種布管方式時，流體沿鍍槽內(nèi)壁以逆時針方向形成環(huán)流，但??沿鍍槽壁布置的管體會對流體中的粒子運(yùn)動造成阻礙。因此采用將沖液管由中心直插至??化學(xué)鍍槽半球形底部中心的布置方式。??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2841275