磁性磨粒光整加工中的電控永磁磁場發(fā)生裝置及應(yīng)用方法
【專利摘要】磁性磨粒光整加工中的電控永磁磁場發(fā)生裝置及應(yīng)用方法，屬于機(jī)械零件表面光整加工【技術(shù)領(lǐng)域】，其特征在于本發(fā)明解決了磁場發(fā)生裝置利用電磁源耗能高、利用永磁源加工間隙退磁難的問題。磁性磨粒光整加工中的電控永磁磁場發(fā)生裝置，包括由釹鐵硼N35制成的主磁體，主磁體的充磁方向水平向左，主磁體上方并列設(shè)有圓柱狀的由鋁鎳鈷LNG52制成的可逆磁體，可逆磁體的充磁方向為水平向左，可逆磁體外纏繞固定有線圈，線圈匝數(shù)為1000~5000匝，線圈的勵磁電流為0~5A，可逆磁體和主磁體固定在左右兩端設(shè)有的磁軛上，可逆磁體上方設(shè)有支撐在磁軛頂端的兩個磁極頭，左右兩個磁極頭相對布置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)巧妙、布置合理，特別適合應(yīng)用在磁性磨粒光整加工中。
【專利說明】磁性磨粒光整加工中的電控永磁磁場發(fā)生裝置及應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明磁性磨粒光整加工中的電控永磁磁場發(fā)生裝置及應(yīng)用方法，屬于機(jī)械零件表面光整加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種磁性磨粒光整加工中的電控永磁磁場發(fā)生裝置及應(yīng)用方法的技術(shù)方案。
【背景技術(shù)】
[0002]磁性磨粒光整加工作為一種光整加工工藝，其加工原理是，在磁場作用下，填充在磁場中的磁性磨粒將沿著磁力線的方向排列起來，吸附在磁極上形成磁性磨粒刷，對被加工工件產(chǎn)生一定的作用力，在磁性磨粒與被加工工件的相對運動下，實現(xiàn)對工件表面的光整加工。磁性磨?？呻S著加工表面的形狀改變，具有自適應(yīng)性，可加工復(fù)雜形狀零件的槽縫邊角等地方；加工區(qū)域溫升小，工件加工質(zhì)量好。磁性磨粒光整加工設(shè)備的核心部件是磁場發(fā)生裝置，磁場發(fā)生裝置主要包括電磁源裝置與永磁源裝置兩種。電磁源可以產(chǎn)生較大的磁感應(yīng)強(qiáng)度，而且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以通過電流大小控制，但長時間加工會產(chǎn)生渦流熱，影響加工效果。永磁源結(jié)構(gòu)簡單、裝置輕便，較電磁源更節(jié)能，但由于磁場的存在，磁性磨粒不易從磁場發(fā)生裝置上分離，磁性磨粒更換不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明磁性磨粒光整加工中的電控永磁磁場發(fā)生裝置及應(yīng)用方法，目的是為了解決磁場發(fā)生裝置利用電磁源加工耗能高、利用永磁源加工退磁難的問題，提供了一種電控永磁磁場發(fā)生裝置及應(yīng)用方法的技術(shù)方案。
[0004]本發(fā)明磁性磨粒光整加工中的電控永磁磁場發(fā)生裝置，其特征在于該裝置包括橫截面為矩形的主磁體16、可逆磁體14、線圈15、磁軛12、左磁極頭17和右磁極頭13，主磁體16由釹鐵硼N35制成，主磁體16的橫截面長邊和短邊邊長均為5(T80mm，主磁體16的長度為38~100mm，主磁體16的充磁方向水`平向左，主磁體16上方并列設(shè)有圓柱狀的可逆磁體14，可逆磁體14由鋁鎳鈷LNG52制成，其直徑為4(T60mm，長度為10(T200mm，可逆磁體的充磁方向為水平向左，可逆磁體14外纏繞固定有線圈15，線圈15匝數(shù)為1000-5000匝，線圈15的勵磁電流為0-5Α，可逆磁體14和主磁體16固定在左右兩端設(shè)有的磁軛12上，可逆磁體14上方設(shè)有支撐在磁軛12頂端的左磁極頭17和右磁極頭13,左磁極頭17和右磁極頭13相對布置，左磁極頭17和右磁極頭13之間的間隙為2(Tl00mm，左磁極頭17和右磁極頭13相對的表面為內(nèi)凹圓弧面，內(nèi)凹圓弧面的直徑為4(Tl00mm，內(nèi)凹弧面上開有f 2個水平溝槽和2~3個豎直溝槽。
[0005]上述磁性磨粒光整加工中的電控永磁磁場發(fā)生裝置的應(yīng)用方法，其特征在于是:首先將電控永磁磁場發(fā)生裝置I固定在機(jī)身3上設(shè)有的振動平臺4上，然后將被加工工件11夾在主軸及裝夾裝置2和頂尖裝置5之間，由主軸及裝夾裝置2帶動被加工工件11轉(zhuǎn)動，保證被加工工件11位于左磁極頭17和右磁極頭13內(nèi)凹圓弧面中心位置，且被加工工件11與左右兩個磁極頭內(nèi)凹圓弧面之間的間隙為2~4_，工件與左磁極頭17和右磁極頭13內(nèi)凹圓弧面之間的間隙內(nèi)填充有磁性磨粒10，線圈15連接到相應(yīng)的電源，加工完畢后，線圈15通以正向電流，其產(chǎn)生的磁場方向與可逆磁體14的充磁方向相反，實現(xiàn)加工間隙退磁，一般情況下加工過程中線圈不通電，如果加工間隙內(nèi)需要更強(qiáng)的磁場，則線圈可通入反向電流，增強(qiáng)加工間隙內(nèi)的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到0.7T以上。
[0006]本發(fā)明一種磁性磨粒光整加工中的電控永磁磁場發(fā)生裝置的有益效果如下:主磁體16的材料、尺寸和可逆磁體的材料、尺寸是在大量實驗和計算仿真的基礎(chǔ)上得出的，這種結(jié)構(gòu)保證了磁性磨粒光整加工中加工間隙的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到0.7T以上，并且實現(xiàn)了磁性磨粒光整加工中加工間隙在加工完畢后其磁感應(yīng)強(qiáng)度接近0T，基本實現(xiàn)完全退磁。電控永磁磁場發(fā)生裝置的加工間隙的磁場主要依靠主磁體產(chǎn)生，相比利用電磁源的磁場發(fā)生裝置，能耗更少。利用可逆磁體上設(shè)置的線圈，實現(xiàn)退磁，在加工間隙磁感應(yīng)強(qiáng)度不夠高的情況下還可以起到補(bǔ)充增強(qiáng)其磁感應(yīng)強(qiáng)度的作用。利用并列布置的主磁體和可逆磁體以及相應(yīng)的線圈、磁軛和磁極頭，實現(xiàn)了降低磁場發(fā)生裝置的能耗、并且方便了加工間隙的退磁。本發(fā)明結(jié)構(gòu)巧妙、布置合理，特別適合應(yīng)用在磁性磨粒光整加工中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本發(fā)明加工柱狀工件時的工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖
圖中:1_電控永磁磁場發(fā)生裝置，2-主軸及裝夾裝置，3-機(jī)身，4-振動平臺，5-頂尖裝置，10-磁性磨粒，11-被加工工件，12-磁軛，13-右磁極頭，14-可逆磁體，15-線圈，16-主磁體，17-左磁極頭。
【具體實施方式】
[0008]實施方式I
磁性磨粒光整加工中的電控永磁磁場發(fā)生裝置,包括橫截面為矩形的主磁體16，主磁體16由釹鐵硼(N35)制成，主磁體16的橫截面長邊和短邊邊長均為80mm，主磁體16的長度為100mm，主磁體16的充磁方向水平向左，主磁體16上方并列設(shè)有圓柱狀的可逆磁體14，可逆磁體14由鋁鎳鈷LNG52制成，其直徑為60_，長度為200_，可逆磁體的充磁方向為水平向左，可逆磁體14外纏繞固定有線圈15，線圈15匝數(shù)為5000匝，線圈15的勵磁電流為5A,可逆磁體14和主磁體16固定在左右兩端設(shè)有的磁軛12上,可逆磁體14上方設(shè)有支撐在磁軛12頂端的左磁極頭17和右磁極頭13，左磁極頭17和右磁極頭13相對布置，左磁極頭17和右磁極頭13之間的間隙為100mm，左磁極頭17和右磁極頭13相對的表面為內(nèi)凹圓弧面，內(nèi)凹圓弧面的直徑為100mm，內(nèi)凹弧面上開有2個水平溝槽和3個豎直溝槽，具體實施過程中，電控永磁磁場發(fā)生裝置I固定在機(jī)身3上設(shè)有的振動平臺4上，被加工工件11裝夾在主軸及裝夾部件2與頂尖裝置5之間，被加工工件11與左磁極頭17和右磁極頭13之間的間隙內(nèi)裝填有磁性磨粒10。
[0009]實施方式2
磁性磨粒光整加工中的電控永磁磁場發(fā)生裝置,包括橫截面為矩形的主磁體16，主磁體16由釹鐵硼(N35)制成，主磁體16的橫截面長邊和短邊邊長均為50mm，主磁體16的長度為38mm，主磁體16的充磁方向水平向左，主磁體16上方并列設(shè)有圓柱狀的可逆磁體14，可逆磁體14由鋁鎳鈷LNG52制成，其直徑為40mm，長度為100mm，可逆磁體的充磁方向為水平向左，可逆磁體14外纏繞固定有線圈15，線圈15匝數(shù)為1000匝，線圈15的勵磁電流為5A,可逆磁體14和主磁體16固定在左右兩端設(shè)有的磁軛12上,可逆磁體14上方設(shè)有支撐在磁軛12頂端的左磁極頭17和右磁極頭13，左磁極頭17和右磁極頭13相對布置，左磁極頭17和右磁極頭13之間的間隙為20mm，左磁極頭17和右磁極頭13相對的表面為內(nèi)凹圓弧面，內(nèi)凹圓弧面的直徑為40mm，內(nèi)凹弧面上開有I個水平溝槽和2個豎直溝槽，具體實施過程中，電控永磁磁場發(fā)生裝置I固定在機(jī)身3上設(shè)有的振動平臺4上，被加工工件11裝夾在主軸及裝夾部件2與頂尖裝置5之間，被加工工件11與左磁極頭17和右磁極頭13之間的間隙內(nèi)裝填有磁性磨粒10。
[0010]實施方式3
磁性磨粒光整加工中的電控永磁磁場發(fā)生裝置,包括橫截面為矩形的主磁體16，主磁體16由釹鐵硼(N35)制成，主磁體16的橫截面長邊和短邊邊長均為60_，主磁體16的長度為68mm，主磁體16的充磁方向水平向左，主磁體16上方并列設(shè)有圓柱狀的可逆磁體14，可逆磁體14由鋁鎳鈷LNG52制成，其直徑為50mm，長度為150mm，可逆磁體的充磁方向為水平向左，可逆磁體14外纏繞固定有線圈15，線圈15匝數(shù)為2000匝，線圈15的勵磁電流為5A,可逆磁體14和主磁體16固定在左右兩端設(shè)有的磁軛12上,可逆磁體14上方設(shè)有支撐在磁軛12頂端的左磁極頭17和右磁極頭13，左磁極頭17和右磁極頭13相對布置，左磁極頭17和右磁極頭13之間的間隙為40mm，左磁極頭17和右磁極頭13相對的表面為內(nèi)凹圓弧面，內(nèi)凹圓弧面的直徑為60mm，內(nèi)凹弧面上開有2個水平溝槽和3個豎直溝槽，具體實施過程中，電控永磁磁場發(fā)生裝置I固定在機(jī)身3上設(shè)有的振動平臺4上，被加工工件11裝夾在主軸及裝夾部件2與頂尖裝置5之間，被加工工件11與左磁極頭17和右磁極頭13之間的間隙內(nèi)裝填有磁性磨粒10。
【權(quán)利要求】
1.一種磁性磨粒光整加工中的電控永磁磁場發(fā)生裝置，其特征在于:包括橫截面為矩形的主磁體(16)，主磁體(16)由釹鐵硼N35制成，主磁體(16)的橫截面長邊和短邊邊長均為5(T80mm,主磁體(16)的長度為38~IOOmm,主磁體(16)的充磁方向水平向左,主磁體(16)上方并列設(shè)有圓柱狀的可逆磁體(14)，可逆磁體(14)由鋁鎳鈷LNG52制成，其直徑為.4(T60mm,長度為10(T200mm,可逆磁體的充磁方向為水平向左,可逆磁體(14)外纏繞固定有線圈(15)，線圈(15)匝數(shù)為1000~5000匝，線圈(15)的勵磁電流為0-5Α，可逆磁體(14)和主磁體(16)固定在左右兩端設(shè)有的磁軛(12)上，可逆磁體(14)上方設(shè)有支撐在磁軛(12 )頂端的左磁極頭(17)和右磁極頭(13)，左磁極頭(17)和右磁極頭(13 )相對布置，左磁極頭(17)和右磁極頭(13)之間的間隙為2(Tl00mm，左磁極頭(17)和右磁極頭(13)相對的表面為內(nèi)凹圓弧面，內(nèi)凹圓弧面的直徑為4(Tl00mm，內(nèi)凹弧面上開有廣2個水平溝槽和.2^3個豎直溝槽。
2.權(quán)利要求1所述磁性磨粒光整加工中的電控永磁磁場發(fā)生裝置的應(yīng)用方法,其特征在于是:首先將電控永磁磁場發(fā)生裝置(I)固定在機(jī)身(3)上設(shè)有的振動平臺(4)上，然后將被加工工件(11)夾在主軸及裝夾裝置(2)與頂尖裝置(5)之間，由主軸及裝夾裝置(2)帶動被加工工件(11)轉(zhuǎn)動，保證被加工工件(11)位于左磁極頭(17)和右磁極頭(13)內(nèi)凹圓弧面中心位置，且被加工工件(11)與兩個磁極頭內(nèi)凹圓弧面之間的間隙為2~4mm，工件與左磁極頭(17)和右磁極頭(13)內(nèi)凹圓弧面之間的間隙內(nèi)填充有磁性磨粒(10)，線圈(15)連接到相應(yīng)的 電源，加工完畢后，線圈(15)通以正向電流，其產(chǎn)生的磁場方向與可逆磁體(14)的充磁方向相反，實現(xiàn)加工間隙退磁，一般情況下加工過程中線圈不通電，如果加工間隙內(nèi)需要更強(qiáng)的磁場，則線圈可通入反向電流，增強(qiáng)加工間隙內(nèi)的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到.0.7T以上。
【文檔編號】H01F13/00GK103559976SQ201310548376
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】楊勝強(qiáng), 李文輝, 陳紅玲, 曹明讓, 李秀紅, 李唯東, 郭瑾玉 申請人:太原理工大學(xué)