Liu Ning,Zhang Guixiang*,Chen Haoxin,et al.Parameter optimization of magnetic abrasive finishing 310S stainless steel based on response surface methodology[J].Plating & Finishing,2023,(6):77-83.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2023.06.013]
基于响应曲面法的磁力研磨310S不锈钢参数优化
- Title:
- Parameter optimization of magnetic abrasive finishing 310S stainless steel based on response surface methodology
- Keywords:
- 310S stainless steel ; response surface methodology ; magnetic abrasive finishing ; surface quality
- 分类号:
- TH161
- 文献标志码:
- A
- 摘要:
- 采用磁力研磨光整加工技术（ MAF ）提高 310S 不锈钢工件的表面质量，探讨 3 种工艺参数对其表面粗糙度的影响规律。通过主轴改造后的 XK7136C 数控铣床作为加工平台，基于响应曲面方法，采用雾化快凝法制备的 Al 2 O 3 球形磁性磨料对 310S 不锈钢进行研磨实验研究。以磁力研磨后的表面粗糙度值（ R a ）为响应值，对实验过程中的主轴转速、进给速率和加工间隙进行优化，在主轴转速为 1720 r/min ，进给速度为 16 mm/min ，加工间隙为 1.8 mm 的条 件下恒定研磨 30 min ，工件的表面粗糙度值由初始的 0.350 μ m 下降至 0.039 μ m ，表面粗糙度模型预测值为 0.044 μ m ，实验实际值与预测值误差为 11.3 % 。残余压应力由初始的 － 289 MPa 增加至 － 391 MPa ，结果表明：磁力研磨后工件表面凹坑、毛刺和划痕均被去除，表面质量得到极大地改进。
- Abstract:
- ： The surface quality of heat-resistant 310 stainless steel workpiece was improved by magnetic abrasive finishing （ MAF ） . The effects of three process parameters on the surface roughness were discussed. The XK7136C CNC milling machine after the spindle transformation was served as a processing platform. Based on the response surface methodology ， the magnetic abrasive finishing of 310 stainless steel was carried out with Al 2 O 3 spherical magnetic abrasives which were prepared by gas atomization with rapid solidification. The surface roughness （ R a ） after MAF was selected as the response value ， and the spindle speed ， feed rate and machining gap during the experiments were optimized. Under the conditions of spindle speed 1720 r/min ， feed rate 16 mm/min and machining clearance 1.8 mm ， the workpiece was continuously finished for 30 min. Finally ， the surface roughness of the workpiece decreased from 0.350 μ m to 0.039 μ m ， and the predicted value of surface roughness model was 0.044 μ m. The error between the actual experiment value and the predicted value was 11.3 %. In addition ， the residual compressive stress on the surface of the workpiece increased from － 289 MPa to － 391 MPa. The experimental results showed that the pits ， burrs and scratches on the surface were removed after magnetic abrasive finishing. The surface of finished workpiece was very smooth and the surface quality had been improved well.
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备注/Memo
收稿日期： 2022-03-27 修回日期： 2022-05-30 作者简介： 刘宁（ 1997 —），男，在读硕士生， email ： 913768695@qq.com * 通信作者： 张桂香（ 1964 —），女，博士，教授，研究方向：精密 / 超精密加工技术、特种加工工艺与装备及表面工程， email ： zhanggx@sdut.edu.cn 基金项目： 国家自然科学基金资助项目（ 51675316 ）