磁力研磨加工的永磁极结构优化设计

doi:10.16731/j.cnki.1671-3133.2017.01.002

现代制造工程 ›› 2017, Vol. 436 ›› Issue (1): 7-11.doi: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2017.01.002

磁力研磨加工的永磁极结构优化设计

陈春增, 张桂香, 赵玉刚

山东理工大学机械工程学院,淄博 255049

收稿日期:2015-07-07 出版日期:2017-01-20 发布日期:2018-01-10
作者简介:陈春增,硕士研究生,研究方向为先进制造技术与装备、特种加工与表面工程。张桂香,通讯作者,博士,副教授,硕士研究生导师,主要研究方向为精密特种加工技术、先进制造技术与装备。E-mail:879214536@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(51375285);山东省自然科学基金项目(ZR2015EL029)

Simulation design of permanent magnetic pole on magnetic abrasive finishing

Chen Chunzeng, Zhang Guixiang, Zhao Yugang

School of Mechanical Engineering,Shandong University of Technology,Zibo 255049,Shandong,China

Received:2015-07-07 Online:2017-01-20 Published:2018-01-10

摘要/Abstract

摘要： 通过分析总结磁力研磨加工机理及永磁极结构,得出磁极端面形状对空间磁场分布的影响是决定磁力研磨加工表面质量和加工效率的关键因素。利用ANSYS软件对磁极进行建模与仿真,并对比分析仿真结果中磁力线的分布和磁场强度的分布,其结果表明,去除磁极端面中心部分材料半径与端面半径之比为1∶3的材料且在磁极端面开矩形槽的深宽之比为1∶1时,加工区域产生的磁场强度值可达到0.85～1.2T,且能获得较高的磁场强度梯度。这种利用仿真软件指导磁极设计的方法,为磁极的设计改进提供了理论依据和参考方案。

关键词: 磁力研磨, 磁极形状, 仿真, 磁场强度

Abstract: Based on analysis of the magnetic grinding mechanism and the permanent magnet pole structure draw the shape of the pole surface is the key factors which impact of magnetic field distribution and magnetic abrasive quality.Magnet pole is simulated by ANSYS,and distribution of the magnetic field lines and magnetic field intensity were comparatively analyzed.It is concluded that when the ratio of the radius of removal material and bottom material is 1∶3 and the ratio of rectangular slot depth and width is 1∶1,the magnetic field strength generated by the processing area can reach 0.85～1.2T.This design method based on the simulation software provide a theoretical reference for design of magnet pole.

Key words: magnetic abrasive finishing, magnetic pole shape, simulation, magnetic field intensity

中图分类号:

TH16

陈春增, 张桂香, 赵玉刚. 磁力研磨加工的永磁极结构优化设计[J]. 现代制造工程, 2017, 436(1): 7-11.

Chen Chunzeng, Zhang Guixiang, Zhao Yugang. Simulation design of permanent magnetic pole on magnetic abrasive finishing[J]. Modern Manufacturing Engineering, 2017, 436(1): 7-11.

参考文献

[1] HANAD Kotaro,YAMAGUCHI Hitomi.Development of Spherical Iron-Based Composite Powder with Carried Alumina Abrasive Grains by Plasma Spray[J].Advanced Materials Research,2009(75):43-46.
[2] KWAK Jae-Seob.Enhanced magnetic abrasive polishing of non-ferrous metals utilizing a permanent magnet[J].International Journal of Machine Tools & Manufacture,2009 (49):613-616.
[3] VAHDATI M,SHOKUHFAR A.A trend toward abrasive nano finishing of plane surfaces with magnetic field energy[J].Material Wissenschaft and Werkstofftechnik,2008(39):167-170.
[4] 郭龙文,杨能阁,陈燕.磁力研磨工艺对整体叶盘表面完整性的影响[J].中国表面工程,2013,26(3):10-14.
[5] 赵玉刚,江世成,周锦进.磁极开槽形状和尺寸对磁场分布和磁力研磨加工能力影响的研究[J].中国机械工程,1999,10(6):685-688.
[6] 孙岩,陈燕,兰勇.磁力研磨法应用于不同材质工件的光整加工[J].制造技术与机床,2013 (11):88-91.
[7] JAIN V K,PRASHANT KUMAR,BEHERA P K,et al.Effect of working gap and components by a magnetic field assisted finishing process[J].Precision Engineering,2004(28):135-142.
[8] YIN S,Shinmura T,WANG D.Magnetic field-assisted polishing for ferromagnetic metallic materials[J].Key Engineering Materials,2006(304):320-324.
[9] 尹韶辉.磁场辅助超精密光整加工技术[M].湖南:湖南大学出版社,2009:16-26.
[10] 刘文祎,张桂香.磁力研磨加工平面磁极头设计及仿真[J].现代制造工程,2013(7):76-81.
[11] 冯宝富,盖全芳,赵万胜,等.磁力研磨头形状对研磨效果的影响[J].中国工程机械学报,2008,6(1):101-104.
[12] 张红松,胡仁喜,康士廷,等.ANSYS电磁学有限元分析[M].北京:机械工业出版社,2013.
[13] ZHANG Gui-xiang,ZHAO Yu-gang,ZHAO Dong-biao.New Iron-based SiC Spherical Composite Magnetic Abrasive for Magnetic Abrasive Finishing[J].Chinese Journal of Mechanical Engineering,2013,26(2):377-383.
[14] 张桂香,赵玉刚,赵东标,等.大壁厚内圆槽磁力研磨加工装置设计[J].机械科学与技术,2012,31(6):861-864.
[15] 方建成,金洙吉,徐文骥,等.磁粒光整加工基础研究[J].中国机械工程,2002,13(18):1593-1596.
[16] JAIN V K.Magnetic field assisted abrasive based micro-/nano-finishing[J].Journal of Materials Processing Technology,2009(209):6022-6038.

磁力研磨加工的永磁极结构优化设计

Simulation design of permanent magnetic pole on magnetic abrasive finishing

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[14]	李欢, 余振龙, 于飞, 刘宁, 张鑫. 基于数值仿真的扭力梁变形对前束外倾影响的分析^*[J]. 现代制造工程, 2024, 520(1): 58-62.
[15]	张博;孟月波;刘光辉;徐胜军. 复杂构件装配数字孪生建模及系统实现[J]. 现代制造工程, 2023, 516(9): 36-44.