随着工业的迅速发展,人们对零件的表面质量及其光整加工技术提出更高的要求。零部件的表面质量往往决定其寿命的长短,光整加工正是针对于提高零件表面质量的先进制造技术,可使被加工件具有低的表面粗糙度和良好的几何微观形貌,提高其耐磨损、耐腐蚀等性能并延长使用寿命。其中,磁力研磨作为一种借助磁场力进行加工的新型光整技术,存在着较大的推广应用与深入挖掘潜力。尽管国内外均取得了较多的研究成果,但在实际应用方面的设备及工艺较少,如何促进国内外研究机构及学者进行磁力研磨光整加工技术的研究、交流,推进自动化设备投入实际生产加工,优化加工工艺及磨料制备工艺与磨料性能,将成为该技术未来的发展趋势的主要内容。
本项目对现有的磁力研磨磁极设计及优化方法进行初步总结,通过对磁力研磨光整加工的机理分析、磁极的受力分析与设计的可行性分析,提出将磁极末端形成磁刷简化成单颗磁性磨料的理念,并以该理念设计出上述模型。设计说明书总共分为分析方面、设计方面与可行性分析三个方面。在分析方面,通过对现有的磁性磨料加工系统的分析以及对磁性磨粒的受力及运动分析,对磁性磨料的切削力进行估算。在设计方面,通过磁极材料的选取获取磁场磁力与对磁极结构及端面进行磁极结构的优化设计,来设计具体的自由曲面磁力研磨加工装置的设计。在可行性分析方面,对六自由度机械臂和X-Y方向运动工作台的设计与计算进行了系统的分析,从而摒弃了常用的X-Y方向两联动工作台,选取在两方向上可单独进行运动的直线导轨模组,用程序控制实现两轴联动但间接提高了机械臂的自由度水平,设计出更为灵活的工作台。