本文關(guān)鍵詞：提高彎管內(nèi)表面拋光質(zhì)量及效率的試驗研究

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【摘要】：隨著國防工業(yè)、食品、醫(yī)療及化工機(jī)械等的高速發(fā)展,空間彎管在發(fā)動機(jī)、氣體輸送、流體輸送中得到了廣泛應(yīng)用,但在壓制及折彎過程中彎管內(nèi)表面上會出現(xiàn)條紋、褶皺及凹坑等表面缺陷,導(dǎo)致輸送過程中油污阻塞、氣壓波動,從而使發(fā)動機(jī)工作不穩(wěn)定、工作效率降低。對彎管內(nèi)表面進(jìn)行光整處理、去除表面缺陷十分重要,但用傳統(tǒng)的方法很難對彎管內(nèi)表面進(jìn)行拋光處理,因此有學(xué)者提出利用磁力研磨法結(jié)合六自由度機(jī)械臂光整加工彎管內(nèi)表面,并取得了較好的加工表面質(zhì)量,但六自由度機(jī)械臂造價昂貴,大多數(shù)中小型企業(yè)難以承受其高昂的費用,限制了磁力研磨法在工廠中的大范圍應(yīng)用,因此自主研發(fā)了基于磁力研磨法的手持式彎管拋光機(jī)代替六自由度機(jī)械臂,以降低加工成本、促進(jìn)磁力研磨法在工廠中的應(yīng)用。本文以磁力研磨加工機(jī)理為基礎(chǔ),對磁性磨粒的受力分析及磁力研磨過程中的材料去除機(jī)理進(jìn)行了分析研究,得出影響研磨效率及研磨質(zhì)量的幾種加工因素,其中最主要的因素為研磨壓力。通過對材料去除機(jī)理的分析得出研磨過程中材料的去除是機(jī)械-化學(xué)共同作用的結(jié)果。文中對彎管拋光機(jī)兩種預(yù)定方案的優(yōu)缺點進(jìn)行了分析,最終確定了基于導(dǎo)向裝置的彎管拋光機(jī)方案,并在查閱大量國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上研制出了手持式彎管內(nèi)表面拋光機(jī),其由拋光機(jī)主體、驅(qū)動部分、傳動部分及拋光部分組成。通過Ansoft Maxwell軟件對拋光部分的磁極頭棱邊傾斜角度及磁極頭表面是否開槽對加工區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度的影響進(jìn)行了模擬分析,得出磁極頭棱邊傾斜角為60°時加工區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大的結(jié)論。對彎管拋光機(jī)的性能及磁力研磨加工質(zhì)量進(jìn)行了試驗研究,磁研磨法拋光彎管內(nèi)表面時,在彎管內(nèi)部單純添加磁性磨粒也可達(dá)到光整目的,但加工效率及加工質(zhì)量不是很理想。由研磨工藝數(shù)學(xué)模型可知提高研磨壓力是提高研磨效率的有效手段,因此為提高加工效率在彎管內(nèi)部投入體積不同的球形輔助磁極,但隨著球形磁極體積增大,發(fā)生了球形磁極與管件內(nèi)表面相互磨損現(xiàn)象,因此利用柱形輔助磁極來解決此問題。但使用柱形輔助磁極對彎管內(nèi)表面拋光時,柱形磁極體積選擇不當(dāng)容易產(chǎn)生軌跡干涉問題,使用圓柱面切割球形磁極獲得的柱形磁極可以避免干涉問題的產(chǎn)生。有限元分析及試驗結(jié)果表明:柱形磁極作為輔助磁極時,較球形磁極可以獲得更大的研磨壓力,加工效率較高,且加工后工件表面形貌質(zhì)密、均勻。而且使用柱形輔助磁極時,加工區(qū)域增多因此增大了研磨面積,且磁性磨粒的研磨軌跡更加復(fù)雜、密集,有效縮短了加工時間、提高了加工效率。
【關(guān)鍵詞】：磁力研磨 彎管 表面粗糙度 表面形貌 加工效率
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG580.692
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 緒論10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 彎管內(nèi)表面光整加工技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 兩相螺旋流光整加工技術(shù)11-12
• 1.2.2 電化學(xué)光整加工技術(shù)12-13
• 1.2.3 磨粒流光整加工技術(shù)13
• 1.2.4 旋轉(zhuǎn)噴射流光整加工技術(shù)13-14
• 1.2.5 磁力研磨光整加工技術(shù)14-15
• 1.3 磁力研磨光整加工技術(shù)簡介15-17
• 1.3.1 磁力研磨光整加工技術(shù)的特點15-16
• 1.3.2 磁力研磨光整加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 本課題的主要研究內(nèi)容17-18
• 1.4.1 研究課題的來源17
• 1.4.2 本課題的主要研究內(nèi)容17-18
• 2. 彎管內(nèi)表面磁力研磨加工機(jī)理18-30
• 2.1 彎管內(nèi)表面加工原理18-19
• 2.2 釹鐵硼永磁鐵簡介19-20
• 2.2.1 釹鐵硼永磁鐵的性能及參數(shù)19-20
• 2.2.2 應(yīng)用前景20
• 2.3 磁性磨粒簡介20-24
• 2.3.1 磁性磨粒的組成及特性20-21
• 2.3.2 磁性磨粒的制備21-22
• 2.3.3 磁性磨粒受力分析22-24
• 2.4 磁性磨粒的材料去除機(jī)理24-26
• 2.4.1 微量切削與擠壓機(jī)理24-25
• 2.4.2 多次塑變磨損機(jī)理25
• 2.4.3 機(jī)械—腐蝕磨損機(jī)理25-26
• 2.5 影響研磨效率的因素分析26-29
• 2.5.1 磁極幾何形狀的影響26-28
• 2.5.2 磁極轉(zhuǎn)速的影響28-29
• 2.5.3 加工間隙的影響29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 3. 手持式彎管拋光機(jī)設(shè)計方案的提出及確定30-38
• 3.1 基于雙目視覺的手持式彎管拋光機(jī)30-34
• 3.1.1 方案概述30-31
• 3.1.2 雙目立體視覺簡介31-34
• 3.1.3 方案的優(yōu)缺點34
• 3.2 基于導(dǎo)向裝置的手持式彎管拋光機(jī)34-36
• 3.2.1 方案概述34-35
• 3.2.2 方案的優(yōu)缺點及最終方案的確定35-36
• 3.3 本章小結(jié)36-38
• 4. 手持式彎管拋光機(jī)的設(shè)計38-56
• 4.1 彎管拋光機(jī)主體部分設(shè)計38-39
• 4.1.1 彎管拋光機(jī)運動分析39
• 4.2 彎管拋光機(jī)拋光裝置設(shè)計39-54
• 4.2.1 動力部分設(shè)計40-42
• 4.2.2 傳動部分設(shè)計42-46
• 4.2.3 導(dǎo)向部分設(shè)計46-47
• 4.2.4 磁回路有限元分析47-51
• 4.2.5 可加工彎管的范圍51-54
• 4.3 本章小結(jié)54-56
• 5. 磁力研磨拋光彎管內(nèi)表面的試驗研究56-72
• 5.1 彎管內(nèi)表面拋光的試驗裝置及試驗條件56-59
• 5.1.1 試驗裝置56
• 5.1.2 試驗條件56-57
• 5.1.3 試驗結(jié)果與分析57-59
• 5.2 球形輔助磁極對加工效率及加工質(zhì)量的影響59-64
• 5.2.1 球形磁極的體積對加工效果的影響59-64
• 5.3 柱形輔助磁極對加工效率及加工質(zhì)量的影響64-70
• 5.3.1 加工原理64-65
• 5.3.2 試驗條件65-66
• 5.3.3 輔助磁極的運動軌跡分析66-67
• 5.3.4 磁場強(qiáng)度理論分析67-68
• 5.3.5 表面粗糙度及表面形貌的變化68-70
• 5.4 本章小結(jié)70-72
• 6. 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 總結(jié)72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況77-78
• 致謝78-79
• 作者簡介79-80

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本文編號：819568