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关于普通车床改装成磁性研磨机的研究

关于普通车床改装成磁性研磨机的研究
    【摘要】关于现在的磁性研磨技术,在我国的发展尚不成熟,其原因在于我们对进入研究这个行业较晚,并且缺少对研磨工艺关键性技术的深入研究。推广和大力应用该工艺的关键是把工作重心放在实用机床也就是磁性研磨机的设计和开发。本文从研磨机的简单介绍出发,重点介绍了在用普通车床改装成磁性研磨机时的改装过程、改装方法,以及改装后的技术参数、结构原理等等。最后对这一行业的研发形势做了展望。
    【关键词】磁性研磨技术;磁性研磨机;普通车床;改装
    新型的研磨加工技术有震动、磁性流体、磁性研磨、微粒子冲击研磨、砂带研磨等新的研磨加工技术,主要是提高研磨加工质量和加工精度。本文主要讲解的是磁性研磨技术的原理和发展前景。
    一、简单介绍
    1、普通车床的特征
    普通车床例如CA6140型的,它的主要组成部件有以下组成:主轴箱、刀架、进给箱、溜板箱、尾架、丝杠、床身等等。普通车床一般是卧式车床,它们能对环、盘、轴等很多类型的器件进行加工,多数都用来加工各种内表面和外表面的螺纹、回转表面和端面等,普通车床的主轴放置方式为水平的,又称卧式车床。
    2、研磨机应具备的作用
    研磨机具备研与磨为一体,一道工序,两个作用。它分为转轴式、圆盘式和各种专用研磨机。在研磨的研具上涂上或者嵌入磨料,对工件表面进行研磨。作用于内外圆柱面、高精度平面、球面或者其他形状的磨制和加工。
    3、何为磁性研磨机        
    磁性研磨机采用的是磁场力量的作用,弥补了普通研磨机的小小的缺陷和不足。在磁场力量的传导下,不锈钢魔针作用于工件,工件作高频率旋转运动,最后,轻松达到了对精密工件的快速去除污垢、毛刺等作用。
    二、改装的原理
    1、CA6104是普通车床,用它改装成了磁性研磨机的结构如图1-1:
    1.电器装置 2.附加垫板 3.向心轴承 4.飞轮 5.支座 6.附加芯轴 7.电磁线圈
    8.后项尖9.后尾座 10.附加垫板 11.手轮 12.电磁感应器 13.传动皮带 14.电机
    被研磨的工件的固定位置在附加芯轴6的顶尖和后顶尖8上。滑动轴承将附加芯轴6安装在支座5上,它一端安装顶尖,另一端在花键的作用下与机床主轴连在一起。安装在进给箱位置上的电器装置1可控制感应器电磁线圈7的供电及感应器的进给运动。刀架的纵向进给由液压装置驱动。安装在机床床身一侧的电机14可通过附加芯轴带动工件作摆动运动,即电机通过传动皮带13将运动传递至具有一定偏心量的向心轴承3,然后将运动传递至附加芯轴上的飞轮4;摆动运动的恢复力则由后顶尖弹簧提供。由于磁感应器的中心高通常高于机床主轴的中心高,因此机床的前顶尖和后尾座9必须可抬起,以便在床身上安装附加垫板2和10。电磁感应器12安装在横向溜板上,两个磁极可同步相向移动,并可随横向溜板一起在导轨上移动,实现研磨时的纵向进给。
    2、电磁感应器的工作原理
    进行磁性研磨时,由安装在车床刀架位置的电磁感应器产生磁场和携带磁性磨料。电磁感应器的结构如图2所示,它由底板1、带有L形磁导体3的滑座2、电磁线圈 4、磁极头5等组成。料盘8用于收集冷却液。底板里安装有带左、右旋螺纹的螺杆11。滑座和底板采用非磁性但具有良好耐磨性的材料制造。组成磁回路的所有部件均应采用具有高导磁性和饱和磁感应的磁性材料制造。电磁感应器线圈通电时,向两磁极头的间隙内撒入磁性磨料,磁性磨料在磁场力作用下形成刷状排列(研磨刷)并压向工件,此时通过机床主轴使工件转动即可开始研磨。电磁感应器在横向溜板带动下沿工件轴向走刀,即可使工件全长得到研磨。
    三、改装后的功能
    磁性研磨机具有以下功能:1去除毛边精密抛光  2打磨洗净工作  3成品抛光表面光洁度  4去除产品表面氧化层5锈蚀去除处理  6烧结痕迹处理  7工件螺纹抛光去毛刺  8铝、铝合金刀纹去除
    磁性研磨机的适用范围:精密冲压零件;2、不锈钢、铜等金属零件,螺丝螺纹;3、镁铝压铸零件;4、锌铝压铸零件;5、精密弹簧,弹片零件;6、电子,计算机,通信零件;
    7、走心,走刀,CNC自动车床零件;8、手机外壳,通信金属外壳
    磁性研磨机的特点:
    1:快速去除工件死角,内孔,螺纹,表面,夹缝毛刺。
    2:研磨后的工件不影响原来精度;形状和尺寸都不会有变化。表面粗糙度值可达到Ra0.1- Ra0.01,表面展现光亮金属光泽。
    3:时间短。每次处理时间10分钟左右。
    4:成品加工后绝不变形,绝不损伤表面,绝不影响精度。
    5:机型大小齐全,八个规格容量,国内最大到最小可供选择。
    磁力研磨机的功能:
    1、调频:用户可根据自身工件大小来调节抛光机运行速度,批量抛光,效果更佳。
    2、正反转控制:用户按照自身需求,设定工件抛光正转为多长时间,反转为多长时间,提高抛光效率。
    3、关机:根据工件大小,材质的不同,用户可设定工件抛光的时间段,时间到了抛光机自动停止运行,给用户带来更大的方便。
    四、推广的价值和前景
    金属磁性材料磁场研磨机理主要包括2方面:一是在磁场作用下,工件表面上的粗糙凸峰与磁性磨粒的相对运动和相互作用,产生磨料磨损,研除工作表面上的粗糙凸峰;二是工件表面凸峰受磁拉链交变力的作用,产生根部疲劳破坏,从而磨除工件表面上的凸峰。
    磁力研磨也称为磁性磨料研磨,它是将工件置于磁场中,而在磁场中填充着具有磁性的微细磨料,磨料在磁场的作用下对工件表面产生压力。当工件相对磁场存在着相对运动时,磨料对工件表面产生研磨切削作用。这种加工方法的优点是通过控制磁场强度,很容易控制研磨压力;并且因为是柔性研磨,适合研磨加工工件的形状较为广泛;另外还可以去除较小的毛刺,有利于提高零部件生产加工自动化程度。
    目前日本在磁力研磨方面开展的工作较多,特别是宇都宫大学的遭村武男等人,他们对磁力研磨研究得较为全面。他们探讨了磁力研磨机理,包括不同磁性磨料对研磨性能的影响,加工层的残余应力状况,加工液的影响,研磨温度的影响,主轴偏心距的影响,工件转速、磁场强度、间隙及振幅的影响,非磁性材料的研磨特性。同时,还研制出不同类型的专用研磨装置,其中有轴类、平面研磨装置,还有采用离心力研磨的、回转磁极的、永久磁铁磁场的和附加电解复合研磨。不仅如此,他们还针对不同面形的工件分别研究其磁力研磨加工技术,如对平面基板的研磨加工,球面研磨和圆柱面研磨等。对圆柱面研磨加工研究得较细,包括内外圆加工,工件为非磁性材料,各种参数对圆柱度、圆度及表面粗糙度的影响。他们还探讨了磁力研磨丢毛刺和精修表面问题。我国的李益民等人也在探讨用磁力研磨法去毛刺,取得了较好的效果。除此之外,我国还有其他一些学者从事着磁力研磨机理研究,也取得很多成果。
    五、展望
    磁力研磨机逐渐在五金表面市场得到应用,一般适于比较细小的金属或塑胶工件,由于磁力研磨机的研磨介质为不锈钢磁力钢针,且依靠强力磁力运转,铁质产品或有磁性的产品不适于此种机型。钢针有0.2*3-1.2*1mm等品种。磁力研磨机虽然具有抛光速度快(一般不超过20分钟)、抛光位置均匀、可抛光内孔亮度、操作简单、操作过程直观可随时检查工件程度的作用。但是它也具有抛光容量有限一般在1KG-12KG,光亮表面有限,因为研磨介质制定钢针,所以亮度固定,只能依靠光亮剂改变工件表面的缺点。加强对磁性研磨机在技术方面的研究,并且针对一些缺陷和漏洞,进行不断的改进和有效的弥补,让磁性研磨技术在研磨机方面的应用发展的更远更久。
    参考文献:
    [1]贾向义.陈敏.平面磁力研磨磁感应器的设计与计算,沈阳大学学报,2001(4)
    [2]张若贵.用普通车床改装磁性研磨机,沈阳大学学报,2002(36)
    [3]杨建东.高速研磨技术[J].研磨技术的关键,国防工业出版社,2004
网址:http://www.dgdxs.com/lunwen/wuli/1912.html
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