磁性研磨技术—文献综述.doc

东华大学研究生课程论文封面 教师填写： 得分 任课教师签名 年 月 日 学生填写： 姓名 学号 专业 导师 课程名称 任课教师 课程学分 上课时间 20 至20 学年 第 学期 星期 递交时间 年 月 日 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的论文，是本人独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 磁性研磨技术概论 摘要：本文讲了磁性研磨加工的原理、特点，制备方法，磁性磨料，工艺参数，研磨机理，介绍了几种磁性研磨加工方法，探讨了磁力研磨加工技术的发展趋势。 关键词：磁性研磨，磁性磨料，工艺参数，表面质量，光整加工 引言 现代科学技术发展相当的快，对于零件的表面质量要求也越来越高，所以表面光整加工技术需要做的更好，在很多的领域我们的零件的尺寸精度、形状精度、表面粗糙度的要求非常高。为了达到这些要求，我们需要开发一种新的表面光整加工技术。这种技术需要能够满足加工要求且高效率、操作简便、成本低廉，以突破传统加工方法的局限。近来兴起的磁性研磨技术具有柔性好、自适应性好、压力可控性、高表面质量、低成本、高精度、易于自动控制等的特点，是一种比较有发展前景的光整加工技术。这种技术加工表面几乎可以对任何非导磁性材料进行加工，比如说，对微小零件表面进行加工，对多个零件同时加工，在去除量比较小的情况下获得高的表面质量、获得优异的加工效果，所以说这种技术克服了传统加工方法的一些限制与不足，用起来相当方便的。目前，磁性研磨加工技术已经可以很好地与数控机床、加工中心和机器人结合，实现光整加工的自动化，所以其发展很有前途[1] 磁性研磨加工技术 2.1 概念及原理 磁性研磨法是通过磁场的磁极将磁性磨料吸压在加工件表面，加工件表面与磁极之间可以有数毫米的加工间隙，磁性磨料在加工间隙中沿磁力线整齐排列，形成弹性磁刷，并压附在工件表面，旋转磁场或旋转加工件，使磁刷与加工件产生相对运动，从而精磨工件表面。 主要有磁性磨料研磨和磁流体研磨两种，细分的话可以分为平面研磨、圆周研磨、自由曲面研磨、磁浮置研磨、磁性液体分离式研磨、磁性液体堆积研磨。 平面研磨[2] 图1为平面磁研磨的图，平面研磨的磁极高速回转，被加工圆盘也在转。 磁极与加工表面的间隙，加工间隙为2mm，在此加工间隙里面形成了不均匀的磁场。具有了强磁性的磁性磨料充填于此间隙中。在磁场的作用下沿磁力线形成磁刷。磁刷在回转磁极的诱导下高速回转研磨圆盘表面，来光整表面。 圆周研磨[3,4] 用磁性磨料研磨的方法对内孔和外圆柱表面进行加工时，以工件旋转并沿轴向振动、磁极静止的方式（图2）进行的。要求磁性磨料吸附在磁极和工件表面上。在内孔研磨中，孔径较大时这种方法加工是可行的，但当孔径较小时，磁极与工件表面之间距离变小，而漏到与加工无关部位的磁通量增多，使加工部位的磁场强度减弱，造成加工效果不理想。所以这种方法对于孔径有要求。 自由曲面研磨[5] 局部的进行加工，可以加工不同表面的零件（图3） 磁浮置研磨[6,7] 磁浮置研磨的机理如图4、5所示：使用3个以上磁铁，使其相邻而磁极互不相同，由此产生的等磁力线在中心磁铁上方且呈凹形，因此添加在磁性液体中的磨粒就浮置在上层且集中在磁场形状产生的凹处，工件在回转过程中将磨粒搅散，若磁性液体中的磨粒添加率高，就可获得由浮置的磨粒与磁性液体形成的“粘土层”成为类似柔软抛光器的磨具，为了实现高效率的研磨需要大的磨粒浮置力和保持力。磁场强度的大小和方向会影响它。越强，保持力和浮置力肯定越大的，通过更换磁场方向，影响加工质量。 磁性液体分离式研磨 分离式研磨原理图如图6所示：磁性液体和工件间有一层橡胶板和一层嵌有磨粒的抛光绒布，这个布和金相抛光的布差不多。在外磁场的作用下，磁性液体使绒布和工件压紧，当工件与绒布作相对运动时，绒布上的磨粒对工件进行微细切削，降低了工件表面粗糙度，这一方法加工效率较高，但在加工后表面留有残余应力，对形状复杂的工件也难以进行加工。 磁性液体堆积研磨 在磁性液体中加入氧化铝或碳化硅磨料，磨粒添加率大大高于用于磁浮置研磨的最佳添加率，根据磨料粒径不同，添加率达到55%~60%，使混合液成为粘稠的胶状液体。如图 7所示：将工件紧贴压在混合液上，并以速度 v运动, 在外加磁场的作用下，混合液保持相对不动，混合液中的磨粒就会在与工件表面发生相对运动的过程中进行细微的冲击、刮削