普通机床改装磁性研磨机Word下载.docx
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目录III
第1章绪论1
1.1普通车床改造磁性研磨机的意义1
1.2CA6140车床简介1
1.3光整加工技术的基本概念1
1.3.1光整加工技术的功能1
1.3.2光整加工技术特点2
1.3.3光整加工技术分类2
1.4研磨头的几种震动机构2
1.5常压固相烧结法制备磁性磨料4
第2章简介磁性研磨技术5
2.1磁性研磨的基本原理5
2.2磁性研磨加工特点5
2.3磁性研磨技术在各类机械零件中的应用6
2.4研磨加工特性分析6
第3章介绍磁性研磨机的工作原理9
3.1磁性研磨机结构9
3.2磁性研磨机工作原理9
3.3电磁感应器结构10
3.4电磁感应器工作原理10
第4章磁感应参数的设计计算12
4.1磁感应器磁势的计算12
4.2磁感应线圈的计算13
第5章对研磨机的零件进行详细分析说明15
5.1向心轴承的设计15
5.1.1静压式向心轴承结构的创新设计15
5.1.2静压式向心心轴承的工作原理16
5.2飞轮的设计16
结论19
致谢20
参考文献21
第1章绪论
1.1普通车床改造磁性研磨机的意义
1、节省资金：
机床改造同购置新机床相比一般可节省60%左右的费用，大型及特殊设备尤为明显。
一般大型机床改造只需花新机床购置费的1/3。
即使将原机床的结构进行彻底改造升级也只需花费购买新机床60%的费用，并可以利用现有地基。
2、性能稳定可靠：
因原机床各基础件经过长期时效，几乎不会产生应力变形而影响精度。
1.2CA6140车床简介
本系列车床适用于车削内外圆柱面，圆锥面及其它旋转面，车削各种公制、英制、模数和径节螺纹，并能进行钻孔和拉油槽等工作。
CA系列产品，以“A”型号为基型，派生出几种变形产品。
床身宽于一般车床，具有较高的刚度，导轨面经中类淬火，经久耐磨。
机床操作灵便集中，溜板设有快移机构。
采用单手柄形象化操作，宜人性好。
机床结构刚度与传动刚度均高于一般车床，功率利用率高，适于强力高带切削。
主轴孔径大，可选用附件齐全。
1.3光整加工技术的基本概念
1.3.1光整加工技术的功能
1、减小和细化零件表面粗糙度，去除划痕、微观裂纹等表面缺陷，提高和改善零件表面质量；
2、提高零件表面物理力学性能，改善零件表面应力分布状态；
3、去除棱边毛刺，倒圆倒角，保证表面之间光滑过渡，提高零件的装配工艺性。
4、改善零件表面的光泽度和光亮程度，提高零件表面清洁程度等。
1.3.2光整加工技术特点
进行光整加工的目的，主要是提高零件的表面质量。
无论是传统的光整加工方法，还是近年来出现的新工艺技术，都具有以下主要特点：
1、光整加工的加工余量小，原则上只是前道工序公差带宽度的几分之一。
一般情况下，只能改善表面质量（减小粗糙度值，消除划痕、裂纹和毛刺等），不影响加工精度。
如果余量太大，不仅生产效率低，有时还可能导致工件的原有精度下降。
2、光整加工所用机床设备不需要很精确的成形运动，但磨具与工件之间的相对运动应尽量复杂。
因为光整加工是用细粒度的磨料对工件表面进行微量切削和挤压、划擦、刻划的过程，只要保证磨具与工件加工表面能具有较大的随机性接触，就能使表面误差逐步均化到最终消除，从而获得很高的表面质量。
3、光整加工时，磨具相对于工件的定位基准没有确定的位置，一般不能修正加工表面的形状和位置误差，其精度要靠先行工序来保证。
1.3.3光整加工技术分类
按光整加工的主要功能来分，可分为：
以降低工件表面粗糙度值为主要目的的光整加工、以改善工件表面物理力学性能为主要目的的光整加工和以去除毛刺飞边、棱边倒圆等为主要目的的光整加工；
按加工时能量提供方法来分，有机械法、化学和电化学法、热能作用等几大类。
1.4研磨头的几种震动机构
近年来，磁性研磨机（包括试验样机）的研究开发取得了一定进展。
研究表明，磁性研磨过程的振动运动有利于提高加工效率和加工质量，而完善的振动机构可以达到高速振动，从而实现高频率的强力研磨。
在磁性研磨中，振动运动的形式可归纳为工件振动型，磁感应器振动型和研磨头振动型3种。
工件振动型，这是在普通外圆磁力研磨机上常用的一种振动机构，大都采用机械传动，机构复杂，振动部分的质量大，传动效率低，其运动速度受到限制，不易实现高速振动和强力研磨。
磁感应器振动型的磁感应器重量一般为20～300kg，当磁感应器的体积和重量太大时，不利于提高振动频率，并消耗较大的动能。
《机床与液压}2005年第四期中，吉晓丹等的“磁性研磨机的两种电磁感应器”一文中介绍了一种单侧型磁感应器，放在工件一侧，体积较小、重量较轻（一般为40～50kg），有利于振动运动。
但仍有机构较复杂、传动效率低的缺点。
研磨头振动型，就是让磁感应器上的研磨头单独振动，研磨头体积小、重量轻，有利于实现高频率振动和强力研磨。
从运动特性分析，磁性研磨头的传动类似于普通研磨头传动；
但在加工特性上，磁性研磨与磁场能量有直接联系，因此，在结构特点与计算方法上与普通研磨有所不同，需要研制特殊的研磨头。
研磨头振动机构若采用气动或液压传动，都可能导致机构复杂和传动效率降低。
而采用电磁动力机构，不仅能够使机构简化和实现高频率的振动，而且电磁机构能够降低能耗，提高传动效率。
1、机械传动机构：
该机构是通过电机带动的偏心和曲柄联杆传动机构。
磁极接头与铁心靠导轨连接，支架用非磁性材料制造，横杆在支架子L内能滑动。
磁极接头具有固定的振幅和频率特性。
这种情况，振动部分的重量较小，一般为2～l0kg。
这种机构由于存在电磁吸力，在导轨上有很大的摩擦损耗，因此传动效率一般较低。
2、I型电磁动力机构：
I型电磁动力机构，线圈通入交流电，在直流电磁铁的恒定磁场作用下，根据电工学原理，在导线上作用着大小和方向变化的力，使导线移动，带动磁极接头沿工件轴向振动。
改变通入交流电的大小和方向，可以控制磁极接头的运动相位、频率及振幅。
此外，处于铁心与活动磁极接头之间的线圈，应当具有弹性和柔性，以不妨碍磁极接头的振动为宜。
这种机构的结构简单，无其他动力载荷，振幅的控制简单。
但振动时要作功，用来克服线圈的弯曲，且其振动的振幅也因此受到限制，工作的可靠性也较低。
3、II型电磁动力机构：
Ⅱ型电磁动力机构，在马蹄型铁心上缠绕直流电磁线圈，通电后产生极化磁通，可用于加工需要。
在铁心还装有1对可移动的磁极接头，而磁极接头之间用非磁性的连接杆刚性联接。
在磁极接头上打孔并穿过线圈，给线圈通人交流电，在磁场力作用下，带动磁极接头产生振动。
改变通人交流电流的大小和方向，可控制运动的相位、频率及振幅。
这种机构的线圈不产生弯曲变形，而且该机构特别适用于加工长的工件。
4、极化电磁机构：
极化电磁机构，它是由小型交流磁铁和直流电磁铁组成。
交流电磁铁由马蹄型轭铁和线圈组成。
振动磁极头用弹簧片与铁心连接，振动磁极头与铁心之间留有一定间隙振动磁极头连同弹簧片，电磁铁组成一个“质量—弹簧的振动系统”，叫极化电磁振动机构。
研究表明，这种形式的振动机构，由于没有电磁吸力带来的导轨摩擦力损耗，因而传动效率高。
但由于铁心与磁极头之间有间隙，就会有一定磁通（磁势）损失。
1.5常压固相烧结法制备磁性磨料
具体方法如下：
用溶胶-凝胶法在铁粉表面包覆SiO_2.包覆后的铁粉与刚玉粉、高温粘结剂按一定的配比均匀混合、压片、烧结,然后经粉碎、筛选制备出一定粒度的磁性磨料.采用热场发射扫描电子显微镜（SEM）和X射线能量色散谱（EDS）分别表征磁性磨料的形貌和元素组成,采用X-射线衍射仪（XRD）研究磁性磨料的晶体结构.并通过实验对制备的烧结磁性磨料进行性能分析.结果表明:
常规烧结法制备的磁性磨料具有良好的研磨效果,磨粒相与铁磁相结合紧密,耐用时间在24min以上;
粉碎后的磁性磨料大多是不规则的颗粒,主要是由Al_2O_3、Fe_2O_3、α-Fe、AlFeO_3、（Al,Fe）_7BO_3（SiO_4）_3O_3等组成的多晶结构.
第2章简介磁性研磨技术
2.1磁性研磨的基本原理
在给定的磁场中，填充一些磁性磨料。
在磁场的作用下，这些磨料紧密地、有规则排列起来，形成“磁刷”，将工件置于“磁刷”中并给出运动方式，工件与磁性磨料间产生相对运动，形成的磁压力对工件表面产生微量磨削，从而实现对工作表面的光整加工。
2.2磁性研磨加工特点
1、磁性研磨属于精密表面加工，加工后的表面质量好，可达镜面。
表面精糙度Ra可达0.1μm，棱边倒圆Ra最小可达0.01μm，也适用于精密偶件保持尖角的去毛刺加工。
2、由于磁性研磨的“磁刷”是柔性的，而且磁极和工件表面的工作间隙在几毫米范围内可调。
因此除圆形、平面外，复杂形状零件的内外表面也能实现研磨加工，其加工范围广，工艺适应性强。
3、在磁性研磨中可以方便地通过改变通入绕组的励磁电流大小，来调节磁场强度的强弱，实现控制研磨压力大小的目的，同时可以调节磁性磨具的磁场保持力和加工状态中的其他有关参数。
4、磁性研磨的自锐性好，磨削能力强，加工时间短，生产效率高。
5、磁性研磨的切削深度小，研磨温升和工件变形相对较小，加工表面光洁平整。
6、磁性研磨磨具可快速更换。
7、由于应用磁性磨具，磨粒无飞散，切屑被磁极吸收，且没有粉尘和废液污染，因此工作环境好。
8、工件表面由于交变励磁效应的作用，捉高了工件表面的物理力学性能。
2.3磁
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