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  homelujiali 2018-02-03 00:00:00

  磁力研磨原理 隨著光學(xué)、電子、通訊、石油機(jī)械、生物工程等產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，諸多復(fù)雜形狀、難加工材料組成的元器件對超精密加工技術(shù)提出了更嚴(yán)格的要求。在傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)中，能夠獲得Z低表面粗糙度的方法是光整加工工藝。所謂光整加工，是指被加工對象表面質(zhì)量獲得Z大幅度提高的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)精度的穩(wěn)定甚至提高加工精度等級的一種技術(shù)，是先進(jìn)制造技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。研究和開發(fā)先進(jìn)的光整加工工藝，對促進(jìn)現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。 利用磁性磨粒的磁場輔助光整加工技術(shù)是一種有效的光整加工方法。 磁力研磨（Magntic Abrasive Finishing，MAF）的基本原理是利用磁場的作用，將此行磨粒吸引到一起，形成磁力研磨刷，在磁力研磨刷和工件間施加相對運(yùn)動，磁力研磨刷中的磁性磨粒將對工件表面產(chǎn)生滑動、滾動、切削等運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)磁性磨粒對工件表面的研磨加工。 磁力研磨刷是由游離的磁性磨粒通過磁場的作用而形成的，具有一定的柔性和粘彈性。在磁力研磨加工中，此行研磨刷能夠隨工件的形狀的變化而變化，因此不僅可以加工外援、球面、平面等型面，而且可以加工自由曲面。在進(jìn)行自由曲面加工時(shí)，不需要向數(shù)控磨削或者數(shù)控研磨拋光那樣嚴(yán)格的軌跡控制。由于磁力線具有像X射線那樣的穿透能力，可以對傳統(tǒng)磨光工具無法深入的內(nèi)院、內(nèi)壁、微型凹槽面經(jīng)行加工。 下面以外圓磁力研磨為例來說明其加工原理。 以鐵基顆粒強(qiáng)磁性材料與磨料（例如氧化鋁、碳化硅）等混合組成的磁性磨粒為磨料，工件表面與磁極留有幾毫米的加工間隙，將磁性磨料填充到間隙。磁場作用在整個(gè)加工區(qū)內(nèi)，磁性磨料被磁化后按磁力線方向排布形成磁力研磨刷。磁力研磨刷與加工工件產(chǎn)生相對運(yùn)動進(jìn)行研磨加工。這種磁力研磨刷具有一定的可塑性，可以看作是介于固定磨料加工與游離磨料加工之間的一種加工方式。磁性磨粒在工件表面的運(yùn)動狀態(tài)通常有滑動、滾動、切削三種形式。當(dāng)磁性磨粒在加工中受到的磁場力大于切削力時(shí)，磁性磨粒處于正常的切削狀態(tài);當(dāng)磁性磨粒受到的磁場力小于切削力時(shí)，磁性磨粒則會產(chǎn)生滑動或滾動。 如圖1所示，將磁性磨粒放入磁場中，磁性磨粒在磁場中講演者磁力線方向有序地排成磁力刷。首先分析一下單顆磁性磨粒的受力情況，如圖3-2所示為加工區(qū)域內(nèi)C位置處，一顆磁性磨粒沿磁力線方向所受力Δ和沿磁等位線方向所受力Δ及所受的合力Δ的示意圖，其各力的計(jì)算公式如下： Δ Δ Δ 其中：----為磨粒體積； λ----為磨粒磁化率； H-----為C點(diǎn)磁場強(qiáng)度； ---為沿x方向磁場強(qiáng)度的變化率； ---為沿y方向磁場強(qiáng)度的變化率。 一般說來，磨粒的磁化率越大、磁場強(qiáng)度越高，磁場變化率越大所受的力也就越大，那么磁性磨粒受磁力影響而向自動加工區(qū)域集中。加上磁場中磨粒相互之間力的影響，使磨粒壓向工作表面，從而產(chǎn)生了研磨壓力。其壓力大小為： 式中：B-----加工區(qū)的磁通密度; ---真空磁導(dǎo)系數(shù); --磁性磨粒相對磁導(dǎo)系數(shù)。 當(dāng)工件對磁極作相對運(yùn)動時(shí)，磁性磨粒將對工件表面進(jìn)行研磨。 附在工件表面的磨料受工件旋轉(zhuǎn)方向的切向力作用，將會出現(xiàn)磨料向切線方向飛散的趨勢，但磁極和工件之間生成的磁場是不均勻的，在切線方向由于磁場強(qiáng)度產(chǎn)生了一個(gè)與相反的磁力，這個(gè)李的作用可以防止磨料向加工區(qū)域以外流動，這樣就保證了研磨工作的正常進(jìn)行。

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