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外文翻译--在模具自由曲面中磁力研磨加工的机制和技术 中文版.doc

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外文翻译--在模具自由曲面中磁力研磨加工的机制和技术 中文版.doc

在模具自由曲面中磁力研磨加工的机制和技术关键词模具自由曲面磁力研磨加工路径生成摘要为了解决当下自由曲面技工的问题。根据模具曲面抛光的需求,结合电磁领域的专业理论,运用磁性磨料,在磁力下完成模具曲面表面的抛光。带来电磁领域抛光过程的新工艺。磁力加工过程特点包括,抛光工艺过程的主要参数分析,开展讨论确定和编写磁性磨料研磨运动轨迹,得出通过磁性研磨抛光获得的平整光滑自由曲面的过程方法。介绍当下,模具的形状的越来越复杂,自由曲面在模具中所占的比例持续增加,为了保证生产精度更高,表面质量正好,表明更富有美感,便提出了高要求的模具加工技术。由于数字控制,电火花加工和电脑辅助设计/电脑辅助制造以及自动化等技术的应用,所以能够基本上进行于模具曲面抛光。但是当下的模具加工过程主要依赖于有经验的加工操作人员。抛光时间占用加工时间的3050,这便成了模具制造的瓶颈。这意味着高效的工人是不可缺少的,同时加工费时又费力,加工后表面质量的稳定性同样难以保证。尤其是在最后阶段的抛光,如果出现任何小裂痕都会造成整个模具的报废,进而带来很大的经济损失。自由曲面是复杂的,不规则的,非回转体曲面,而且通常这些曲面是很难用准确的数学轨迹公式,机械运动法则等描述的。由于磁力抛光具备优势,比如好的灵活性,自我适应性,易于控制性等等。所以它可以是复杂的工作表面产生更小的粗糙度。根据本文中磁性研磨加工的特点,分析影响磁性研磨抛光的主要参数和磁性研磨磨头的运动轨迹,得到在磨具磁性研磨技术中获得平整光滑表面的方法。磁力研磨加工的机制和技术磁力研磨加工是通过采用磁性磨料,运用磁场下磁力的作用,磁力磨料(可以被吸附在磁铁上同时磨成粉末来加工工作表面)保持在工作表面,同时保持加工表面和磁极之间有一定间隔。所以这些磁性颗粒在磁场力的作用下在制造间隙中沿着磁场线有序排列,形成了一个磁性刷,在磁场力的作用下附着包裹着工作面。由于磁场或者工作面的旋转,在磁性刷和工作表面产生了相对运动,从而使磁性磨料抛光工作表面。在抛光过程中通常运用例如数控铣床或者加工中心等设备。这些基本方法在图1【1,5】中展示。磨料运动和表面技术的优势磁性研磨加工的特点是(1)在该工作的间隙中打磨粒子在磁性的作用下包裹打磨刷,随着模具腔型曲面的工作接触位置的移动,围绕,滚动,分离等形式的改变而改变,不收磨具型腔表面的形式的限制。(2)由于保持工作面和磁极一定的距离,而得到加工的灵活性,进而使磨具设备可以加工任意的轮廓表面。(3)因为磁感线可以向X射线一样穿透物体,所以磁性粒子可以进入任意的内部型腔表面,而一般的切割打磨工具不能做到,比如像铸模型腔,弯曲环形管内部,容器的小径孔内等等。(4)通过改变磁场而改变磁感线的方向,根据设定好的曲面轨迹能够控制磁性研磨加工,就可以完成以往不能制造加工的曲面【1】1.工具的磁极2.磁力线圈3.磁性磨料图示1模具磁力研磨加工示范图1.数控铣床2.线圈3.磁芯4.磁性磨料5.工作面6.工作台图示2磁力研磨加工示意图分析机构原理和磁力研磨加工的过程曲面的磁力研磨加工抛光曲面表面的设备通常有三部分组成,作为磁极的工具,磁性磨料和磁感线圈。磁性磨料是在电磁头的吸引下,根据磁场的形式配置在磁性刷的外形轮廓。之所以这样的磁性刷具有灵活性是因为这样的抛光工具可以更好地接触在曲面表面,相对更适合于曲面表面的抛光。磁头更多的用在像图示2中的曲面表面抛光,该磁头是一个球体,而工作面是自由曲面【1.2】。再该方法中保持磁极的磁芯和旋转的车床顶尖稳定,磁极尾部和工作面保持一定距离(通常是13毫米),这个距离是为了在磨具和工作表面包裹磁性磨料。既是工作表面有许多凹面和图面,磁性磨料仍然可以根据表面的凹凸而改变适应之。即使工作模块的表面是复杂的自由曲面,在一定程度上控制车床的运动轨迹,仍然可以是复杂的自由曲面表面得到更好的打磨抛光效果,一些通常的打磨方法是不能得到这样细腻的加工表面。【2.5】分析磁力根据磁力研磨加工的原则,把磁性磨料放入磁场中,磁性磨料变沿着磁感线在磁力的作用下在磁场中有序的排列成上文所说的磁力刷。把加工件放在南北两磁极中间,保持加工件和南北两磁极一定距离,在磁极和加工件保持相对运动,磁性研磨加工便像图示3所示在加工表面进行。该例子A在磁场力的作用范围内,收到两个力,一个是Fx,和磁铁放置方向同线,另一个力Fy沿着磁感线方向。这两个力形成合力Fo,磁性磨料集中在磁场中,当磁极旋转时,由于离心力的作用,阻止了粒子向外运动,同时,产生了向工作表面的鸭梨。在磁场中,磁性磨料接受了磁场力F。1.磁铁2.加工件3.工作台图示3磁性研磨加工力学分析示意图磁力研磨加工机构的分析磁力研磨加工基本上和其他的机械研磨抛光类似,光学抛光工艺的数学模型可以根据普雷斯顿经验公式描述,通常的机械抛光的相对压力是在活动的磨头和工作表面之间,但是磁力研磨加工是磁力或者磁场作用力,也就是说Rx,yKPx,yVx,yRx,y是在磁性磨料和工作面之间的接触区域中,单位时间内一点力上的材料去除量,Px,y是磁性磨料在工作表面上产生的磁力,V(x,y)是工作表面和磁极之间的相对运动速度,K是根据加工条件不同而改变的对应的比例常系数。我们或许通过上面的公式可以看到,模具表面和磁性磨料接触区域产生的研磨去除量和

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