[1]收稿日期： 0-0- 修回日期： 0-0-08.双轴式不定偏心法对提高磁粒研磨轨迹均匀性的研究[J].电镀与精饰,2024,(11):67-75.
　Research on improving the uniformity of magnetic particle grinding trajectory by double axis indeterminate eccentricity method Ma Xiaogang 1 2* Wang Zijian 1 2 Li Houle 1 2 Wang Zezhi 1 2[J].Plating & Finishing,2024,(11):67-75.
点击复制

双轴式不定偏心法对提高磁粒研磨轨迹均匀性的研究()

《电镀与精饰》[ISSN:1001-3849/CN:12-1096/TG]

卷:
期数:
2024年11
页码:
67-75
栏目:
出版日期:
2024-11-15

文章信息/Info

Title:
Research on improving the uniformity of magnetic particle grinding trajectory by double axis indeterminate eccentricity method Ma Xiaogang 1 2* Wang Zijian 1 2 Li Houle 1 2 Wang Zezhi 1 2
作者:
收稿日期： 2024-05-23 修回日期： 2024-06-08
4-06-08 作者简介： 马小刚( 1988 ─ )
Author(s):
( 1.School of Mechanical Engineering and Automation Liaoning University of Science and Technology Anshan 114051 China 2.Liaoning Provincial Key Laboratory of Special Surface Processing for Complex Components Anshan 114051 China )
关键词:
磁粒研磨; 平面研磨; 轨迹均匀性;  Adams ; 表面粗糙度; 平面度
Keywords:
magnetic particle finishing ;  plane grinding ;  trajectory uniformity ;  Adams ;  surface roughness ;  flatness
分类号:
TG176
文献标志码:
A
摘要:
为解决 TC4 钛合金表面研磨不均匀、研磨轨迹重叠与加工效率低的问题，提出 1 种双轴式不定偏心磁粒研磨法。利用 Adams 软件模拟单颗磨粒的运动轨迹，采用统计方法计算运动轨迹密度的标准差值，作为平面运动轨迹均匀性的定量评价值。采用单轴式磁粒研磨法、双轴式定心磁粒研磨法和双轴式不定心磁粒研磨法在主轴转速 350 r/min ，研磨间隙 1.5 mm 的实验条件下对 TC4 钛合金平面研磨 60 min ，通过表面粗糙度、平面度大小和表面形貌来表征工件的表面均匀性。结果表明相同实验条件下采用双轴式不定偏心磁粒研磨法进行表面光整加工，粗糙度 R a 由 3.60 μ m 下降到 0.21 μ m ，最大高度差由 41.0 μ m 变为 6.3 μ m ，平面度由 0.0297 mm 变为 0.0072 mm ，相比较于其它 2 种加工方式，双轴式不定偏心磁粒研磨既可以提高研磨效率，又可以使磨粒的运动轨迹密集程度大幅度减小，研磨轨迹更加均匀，有效去除了工件表面缺陷，显著提升表面均匀性。
Abstract:
： A biaxial indefinite eccentric magnetic particle grinding method was proposed to solve the problems of uneven surface grinding of TC4 titanium alloy ， overlapping grinding tracks and low processing efficiency. The Adams software is used to simulate the movement trajectory of a single abrasive particle ， and the standard deviation of the movement trajectory density is calculated by a statistical method as a quantitative evaluation value of the uniformity of the plane movement trajectory. TC4 titanium alloy plane grinding was ground for 60 min under the experimental conditions of spindle speed of 350 r/min and grinding gap of 1.5 mm by uniaxial magnetic particle grinding method ， biaxial fixed eccentric magnetic particle grinding method and biaxial indefinite eccentric magnetic particle grinding method ， and the surface uniformity of the workpiece was characterized by surface roughness ， flatness size and surface morphology. The results show that under the same experimental conditions ， the surface photofinishing method is carried out by the biaxial indefinite eccentric method ， the roughness decreases from 3.60 μ m to 0.21 μ m ， the maximum height difference changes from 41.0 μ m to 6.3 μ m ， and the flatness changes from 0.0297 mm to 0.0072 mm. Compared to the other methods ， the biaxial indefinite eccentric method can not only improve the grinding efficiency ， but also greatly reduce the density of the trajectory of the abrasive particles ， the grinding trajectory is more uniform ， the surface defects are effectively removed ， and the surface uniformity is significantly improved.

参考文献/References:



[1] 李秀红 , 李文辉 , 王程伟 , 等 . TC4 钛合金滚磨光整加工的表面完整性与抗疲劳性能 [J]. 中国表面工程 , 2018, 31(1): 15-25.

[2] 吕春兰 . 离心研磨加工钛合金表面粗糙度的试验研究 [J]. 表面技术 , 2016, 45(6): 213-217.

[3] 王筱冬 , 张娇 . 研磨光整处理 Ti-6Al-4V 钛合金表面组织及疲劳性能 [J]. 机械制造与自动化 , 2019, 48(4): 30-31, 49.

[4] 沈雪红 , 张定华 , 姚倡锋 , 等 . 钛合金切削加工表面完整性形成机制研究进展 [J]. 航空材料学报 , 2021, 41(4): 1-16.

[5] 王荣华 , 汪振华 . TC4 钛合金铣削力及表面粗糙度分析 [J]. 工具技术 , 2021, 55(5): 30-33.

[6] Yamaguchi H, Srivastava A K, TanM. Hashimoto. Magnetic abrasive finishing of cutting tools for machining of titanium alloys[J]. CIRP Annals, 2012, 61(1): 311-314.

[7] 刘文浩 , 陈燕 , 李文龙 , 等 . 磁粒研磨加工技术的研究进展 [J]. 表面技术 , 2021, 50(1): 47-61.

[8] 陈燕 , 张广彬 , 韩冰 , 等 . 磁力研磨法对陶瓷管内表面超精密抛光技术的试验研究 [J]. 摩擦学学报 , 2015, 35(2): 131-137.

[9] 姬孟托 , 洪滔 , 文东辉 , 等 . 无理数转速比下的平面研磨轨迹均匀性研究 [J]. 机电工程 , 2016, 33(5): 532-536.

[10] Yao W, Yuan J L, Zhou F F, et al. Trajectory analysis and experiments of both-sides cylindrical lapping in eccentric rotation[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2017, 88: 9-12.

[11] Zhao D W, Wang T Q, He Y Y, et al. Kinematic optimization for chemical mechanical polishing based on statistical analysis of particle trajectories[J]. IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, 2013, 26(4): 556-563.

[12] Zhao D W, He Y Y, WangT Q, et al. Effect of kinematic parameters and their coupling relationships on global uniformity of chemical-mechanical polishing[J]. IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, 2012, 25(3): 502-510.

[13] 焦安源 , 邹艳华 . 平面磁力研磨轨迹的研究与分析 [J]. 制造技术与机床 , 2011(10): 90-93.

[14] 刘清 , 张广鹏 , 高智学 , 等 . X-Y 平面联动的平面研磨轨迹分析与研磨实验 [J]. 机械科学与技术 , 2018, 37(6): 903-909.

[15] 杨晓京 , 李明 . 平面光学元件研磨抛光磨粒运动轨迹研究 [J]. 半导体光电 , 2017, 38(3): 355-360.

[16] 叶恒宇 , 梁存真 , 覃寿同 . 磁极开槽情况对磁力研磨的影响 [J]. 机械设计与制造 , 2018(4): 101-103, 107.

[17] 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.

[18] Jiang T Y , Ma F J, Liu X , et al. Technological rule of ultrasonic assisted magnetic abrasive finishing of titanium alloy[J]. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019, 616: 012018.

[19] 赵文宏 , 周兆忠 , 文东辉 , 等 . 定偏心和不定偏心平面研磨均匀性的研究 [J]. 金刚石与磨料磨具工程 , 2006(3): 46-49.

[20] 周兆忠 , 郑家锦 , 袁巨龙 . 定偏心平面研磨均匀性研究 [J]. 现代制造工程 , 2005(5): 14-16.

[21] 朱子俊 , 韩冰 , 李奎 , 等 . 超声辅助磁粒研磨 TC4 平面的光整试验研究 [J]. 电镀与精饰 , 2020, 42(10): 6-11.

[22] 焦安源 , 全洪军 , 邹艳华 . 平面研磨中磁粒刷运动轨迹规划的试验研究 [J]. 机械设计与制造 , 2015(10): 84-87.

[23] 王杰 , 陈燕 , 吕旖旎 , 等 . 开槽仿形磁极在轴承内圈滚道光整中的应用 [J]. 电镀与精饰 , 2020, 42(5): 32-37.

[24] 肖作义 , 赵玉刚 , 吴文权 . 磁极形状对磁粒研磨工艺影响的数值分析 [J]. 现代制造工程 , 2003(10): 10-12.

[25] 陈燕 , 张耀明 , 邓超 , 等 . V 形磁铁在 SUS304 管内表面抛光中的应用 [J]. 机械工程学报 , 2014, 50(15): 187-191.

[26] 陈燕 , 张旭 . 铁基白刚玉磁性磨料的制备工艺 [J]. 金刚石与磨料磨具工程 , 2013, 33(3): 12-16.

相似文献/References:

[1]刘冬冬,韩 冰,陈 燕,等.GCr15轴承内圈磁粒研磨光整实验[J].电镀与精饰,2019,(7):1.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2019.07.001]
　LIU Dongdong,HAN Bing,CHEN Yan,et al.Experimental Study on GCr15 Bearing Inner Ring Magnetite Grinding and Finishing[J].Plating & Finishing,2019,(11):1.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2019.07.001]
[2]赵 杨,陈 燕*,程 淼,等.电磁场作用下球形磁极辅助研磨弯管内表面研究[J].电镀与精饰,2020,(1):22.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2020.01.005]
　ZHAO Yang,CHEN Yan*,CHENG Miao,et al.Study on the Inner Surface Finishing of Bend Pipe by Electromagnetic Fields Drive Spherical Magnetic Pole[J].Plating & Finishing,2020,(11):22.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2020.01.005]
[3]胡玉刚,陈 燕*,杨大鹏,等.PVD涂层阶梯杆的磁粒研磨加工研究[J].电镀与精饰,2020,(2):20.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2020.02.005]
　HU Yugang,CHEN Yan*,YANG Dapeng,et al.Study on Magnetic Abrasive Machining of PVD Coated Stepped Rod[J].Plating & Finishing,2020,(11):20.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2020.02.005]
[4]李 奎,韩 冰*,朱子俊,等.磁粒研磨中单颗磁性磨粒磁场力的实验研究[J].电镀与精饰,2021,(5):15.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2021.05.003]
　LI Kui,HAN Bing*,ZHU Zijun,et al.Experimental Study on the Magnetic Field Force of a Single Magnetic Abrasive Particle in Magnetic Grinding[J].Plating & Finishing,2021,(11):15.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2021.05.003]
[5]李毓滦,曲禹鑫,程海东,等.磁粒研磨中磁性磨料的动力学行为仿真研究[J].电镀与精饰,2024,(2):107.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2024.02.016]
　Li Yuluan,Qu Yuxin,Cheng Haidong,et al.Simulation study on the dynamic behavior of magnetic abrasives in magnetic particle grinding[J].Plating & Finishing,2024,(11):107.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2024.02.016]
[6]李佳新,曹 睿,矫彦婷,等.基于交变磁场辅助磁力研磨中永磁极优化试验[J].电镀与精饰,2024,(5):28.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2024.05.004]
　Li Jiaxin,Cao Rui,Jiao Yanting,et al.Optimization experiment of permanent magnetic pole in magnetic grinding assisted by alternating magnetic field[J].Plating & Finishing,2024,(11):28.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2024.05.004]
[7]唐嘉斌,郭龙文,王 天,等.doi: 10.3969/j.issn.1001-3849.2025.07.0011基于DBO-LSTM的磁粒研磨SUS304细长管内表面工艺参数优化研究[J].电镀与精饰,2025,(07):64.
　Tang Jiabin,Guo Longwen,Wang Tian,et al.Optimization study of process parameters of magnetic particle grinding SUS304 slender tube inner surface based on DBO-LSTM[J].Plating & Finishing,2025,(11):64.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期： 2024-05-23 修回日期： 2024-06-08 作者简介： 马小刚（ 1988 ─ ），男，博士研究生，副教授，从事精密加工与特种加工方面的研究， email ： mxg_fy@163.com 基金项目： 国家自然科学基金（ 51775258 ）； 辽宁省自然科学基金重点项目（ 20170540458 ）； 精密与特种加工教育部重点实验室基金 （ B201703 ） 双轴式不定偏心法对提高磁粒研磨轨迹均匀性的研究 马小刚 1 ， 2* ，王梓鉴 1 ， 2 ，李厚乐 1 ， 2 ，王泽志 1 ， 2
更新日期/Last Update: 2024-11-18