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磁力研磨加工技术是一种利用磁场作用进行研磨加工的新型表面光整加工方法。由于其独特的加工特点,磁力研磨加工技术不断地获得发展并在生产领域中得到迅速推广。但是,目前我国对磁力研磨技术的研究才刚刚起步,在磁力研磨研究方面的资料和经验还不多,因此,对磁力研磨加工进行深入的探索与研究具有一定的实际意义。本文利用计算机仿真技术对磁力研磨加工进行了大量的研究工作,概括如下:
(1)磁力研磨加工系统数学模型的建立
根据磁力研磨加工的原理、电磁理论建立了磁力研磨加工过程中磁性磨料的受力模型;从摩擦、磨损角度分析了研磨加工机理和研磨表面成形运动,建立了研磨压力模型、磁力研磨加工中磨粒飞溅的临界速度模型以及研磨量模型;同时,通过磁力研磨装置的磁路结构建立了外圆磁力研磨加工区域的磁感应强度模型,并利用数学、物理等辅助方法及假设条件,推导出了磁力研磨加工磁场中圆柱腔内、外磁感应强度的近似关系模型;另外,利用最小二乘法建立了各个工艺参数(如磁感应强度、加工间隙、加工时间等)与表面粗糙度的关系模型。
(2)磁力研磨加工区域磁场分布的数值分析
磁场分布是影响磁力研磨加工的一个重要因素,利用有限差分法对磁极表面开槽情况下磁力研磨加工区域中的磁场分布及磁粒的受力状态进行了数值分析,提出了一种等磁位线的计算绘制算法,得到了加工区域磁场分布的等磁位线图。研究了磁极表面开槽以及开槽的方式和尺寸对加工质量的影响。
(3)磁力研磨仿真系统的设计与开发
利用VisualC++软件开发环境设计并开发了磁力研磨仿真系统。在该系统中,可以直观地看出加工区域磁场的分布情况,计算和绘制磁力研磨各个工艺参数之间的内在联系以及对加工质量的影响规律。
(4)工艺参数之间的关系及其对加工质量影响的仿真研究
利用开发的磁力研磨仿真系统得出了一系列工艺参数之间及其对加工质量影响的仿真曲线,研究了这些参数之间的内在关系以及对加工质量的影响规律。并对仿真曲线与实验曲线进行了对比,进一步验证了所建模型的正确性。