Sa kasalukuyan, sa larangan ng metalworking, ang isang direksyon ay natukoy na may kaugnayan sa pagbawas ng mga allowance at pagpapalawak ng saklaw ng pagtatapos ng mga operasyon. Ang pagbabawas ng mga allowance ay nagbibigay-daan sa iyo upang makatipid ng mga materyal na mapagkukunan para sa paggawa ng mga bahagi at makina, at ang patuloy na pagtaas ng mga kinakailangan para sa katumpakan at kalidad ng mga machined na ibabaw ay tumutukoy sa trend patungo sa paggamit ng mga operasyon sa pagtatapos, lalo na kapag pinag-uusapan natin tungkol sa mataas na katumpakan ng pagproseso. Kabilang sa mga operasyon sa pagtatapos, ang magnetic abrasive processing (MAT) ay sumasakop sa isang karapat-dapat na lugar, bilang isang mataas na pagganap na paraan ng pagproseso ng metal. Nagbibigay-daan ito, na may pinakamaliit na dami ng pag-aalis ng materyal, na pinakaaktibong maimpluwensyahan ang ibabaw na pinoproseso at kontrolin ang microgeometry at pisikal na estado ng mga layer sa ibabaw ng materyal ng produkto. Tinitiyak nito ang kanilang pinakamataas na resistensya sa pagsusuot at lakas ng pagkapagod.
Ang proseso ng magnetic abrasive processing ay batay sa mekanikal at mechanochemical na pag-alis ng metal at mga oxide nito mula sa ibabaw ng workpiece na pinoproseso, pati na rin ang pagpapakinis ng micro-roughness sa pamamagitan ng kanilang plastic deformation sa pamamagitan ng mga butil ng magnetic abrasive powder, na, sa ilalim ng impluwensya ng isang pare-pareho ang magnetic field, dagdagan ang kanilang density at pinindot laban sa naprosesong ibabaw , gumaganap ng kamag-anak na paggalaw. Ang supply ng coolant sa processing zone, na sa prosesong ito ay gumaganap bilang isang carrier ng mga surfactant, at hindi bilang isang paraan ng paglamig ng bahagi, ay tinitiyak ang paglitaw ng proseso ng electrolysis, bilang isang resulta kung saan ang ibabaw na layer ng bahagi ng materyal. at ang ferromagnetic base ng mga butil ng pulbos ay natunaw. Ang anodic dissolution ng metal na ibabaw ng workpiece na pinoproseso ay nakakaapekto sa pag-alis ng metal, at ang paglusaw ng ferromagnetic base ng mga butil ng pulbos ay nagsisiguro sa pagbubukas ng mga nakasasakit na particle at tumutulong upang madagdagan ang kanilang kakayahan sa pagputol.
Ang proseso ng machining gamit ang MAO method ay nasa likas na katangian ng selective at oriented abrasive micro-cutting at micro-burnishing. Ang kakanyahan ng selective abrasive microcutting ay na may medyo malalaking microprotrusions, ang mga butil ng pulbos ay madalas na nakikipag-ugnayan sa mga tuktok ng tagaytay, na mga concentrator ng mga linya ng magnetic field. Ang bawat gumaganang elemento (butil) sa isang magnetic field ay nakatakda na may pinakamalaking axis nito sa direksyon ng mga magnetic na linya ng puwersa, i.e. sa ginagamot na ibabaw. Kapag ang pagkasira at pag-blunt ng mga vertices ay nangyari sa panahon ng pagproseso, ang elemento ay muling na-orient sa paraan na ang bagong nabuo na pinakamalaking axis ay nakadirekta sa mga magnetic na linya ng puwersa. Bilang isang resulta, ang ibabaw ng workpiece ay naproseso na may matalim na mga gilid, i.e. nagaganap ang proseso ng oriented abrasive cutting.
Dahil sa MAO ang bono ng isang nakasasakit na tool ay ang enerhiya ng magnetic field ng isang electromagnet, na may kakayahang hawakan ang mga butil ng pulbos (tool) sa isang movably bound state, pati na rin ang pag-coordinate ng mga ito na may kaugnayan sa ibabaw na pinoproseso, ito nagiging posible na makabuluhang baguhin ang mga kondisyon ng buli.
Mga tampok ng pamamaraan ng MAO: patuloy na pakikipag-ugnay ng pulbos sa machined surface ng workpiece, na binabawasan ang cyclic load sa system machine - fixture - tool - bahagi at tumutulong upang madagdagan ang katumpakan ng mga geometric na sukat at hugis ng machined surface ; ang kawalan ng matibay na pangkabit ng nakasasakit na butil sa bono, na nagtataguyod ng kusang pag-leveling ng cutting tool na may kaugnayan sa hugis ng ibabaw na pinoproseso at inaalis ang posibilidad ng mga kritikal na presyon at temperatura na lumilitaw sa cutting zone; pagtaas ng pisikal at mekanikal na mga tagapagpahiwatig ng kalidad ng ibabaw na layer ng materyal ng produkto; ang kakayahang kontrolin ang katigasan ng tool at sa gayon ay matiyak ang regulasyon ng pag-alis ng metal mula sa bumubuo sa ibabaw ng produkto; kawalan ng alitan ng ligament sa ibabaw ng produkto, na makabuluhang binabawasan ang temperatura sa abrasive processing zone; ang kakayahang mag-cut ng mga butil ng magnetic abrasive powder na may pinakamatalim na gilid (hindi na kailangan para sa pana-panahong muling paghasa ng tool); pagpapatupad ng pagpoproseso ng dimensional o walang sukat (pandekorasyon), tinitiyak ang pag-alis ng metal na 0.02...0.50 mm bawat diameter sa 10... 120 s; pagbabawas ng pagkamagaspang c Ra= 1.25...0.32 hanggang Ra - - 0.08...0.01 µm o s Ra-= 10.0... 2.5 hanggang Ra- 0.32... 0.08 µm; pagpapanatili ng mga geometric na sukat sa loob ng tolerance na natitira para sa operasyon ng paggiling; pag-aalis ng pagbara ng tool, na nagpapahintulot sa pag-polishing ng malambot at malapot na materyales tulad ng tanso, aluminyo, titan.
kanin. 9.1.
Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 9.1 ang MAO diagram gamit ang halimbawa ng pagproseso ng mga cylindrical na bahagi. Workpiece workpiece 1 magkasya sa pagitan ng mga piraso ng poste 2 electromagnet 3 na may ilang mga puwang kung saan ang pulbos ay pinakain 4, nagtataglay ng magnetic at abrasive properties. Ang mekanikal na drive ay nagbibigay ng rotational at oscillating motion kasama ang axis patungo sa workpiece. Ang mga puwersa ng magnetic field ay humahawak sa mga butil ng pulbos sa mga gumaganang gaps, pindutin ang mga ito laban sa ibabaw ng workpiece at iproseso ito. Ang coolant (emulsion, kerosene, atbp.) ay ibinibigay sa mga gumaganang gaps. Sa kasong ito, ang mga pag-andar ng isang mapagkukunan ng kapangyarihan at isang nababanat na ligament ay ginagampanan ng enerhiya ng isang palaging magnetic field. Ang antas ng pagkalastiko ng "magnetic" na bono ay madaling nababagay sa pamamagitan ng pagbabago ng lakas ng magnetic field, na nagpapahintulot sa proseso ng MAO na lumapit sa paggiling na may nakatali o libreng nakasasakit at sa gayon ay sinasamantala ang una at pangalawa sa isang siklo ng pagtatrabaho.
Magnetic Abrasive Treatment (MAT)(Ingles na magnetic-abrasive machining, German Magnetschleifbearbeitung) - ang nakasasakit na pagproseso ay isinasagawa kapag ang workpiece at abrasive na butil ay gumagalaw sa isa't isa sa magnetic field(ayon sa GOST 23505-79 "Abrasive processing. Mga tuntunin at kahulugan").
Ang kakanyahan ng magnetic abrasive processing ay ang powder ferromagnetic abrasive mass, siksik sa enerhiya magnetic field, ay nagdudulot ng nakasasakit na epekto sa workpiece.
Ang magnetic abrasive na paraan ay maaaring gamitin upang matagumpay na maproseso ang mga ibabaw: cylindrical panlabas at panloob, patag, mga katawan ng pag-ikot na may isang hubog na generatrix, mga turnilyo, atbp.
Ang pinakakaraniwang aplikasyon ng magnetic abrasive machining ay ang pagbabawas pagkamagaspang sa mga ginagamot na ibabaw habang sabay na pinapataas ang mga katangian ng kalidad ng layer ng ibabaw.
Kasaysayan ng pag-unlad ng teknolohiya ng MAO
Ang ideya ng paggamit ng enerhiya ng isang magnetic field para sa mekanikal na pagproseso ng mga bahagi ay kabilang sa N.I. Kargalov, na noong 1938 ay nagmungkahi ng isang pamamaraan para sa pagproseso ng mga panloob na ibabaw ng mga tubo na may isang nakasasakit na pulbos na may mga katangian ng ferromagnetic.
Noong 1956-1959. ilang mga patent ang nairehistro sa USA, France at iba pang mga bansa para sa mga pamamaraan at device para sa magnetic abrasive processing na may libreng abrasive powder sa isang alternating, cyclically changing magnetic field.
Noong 1960-1961 Sa USSR, dalawang grupo ng mga mananaliksik na pinamumunuan ni V. A. Shalnov at V. N. Verezub ang nagmungkahi ng mga pamamaraan para sa nakasasakit na pagproseso sa larangan ng isang electromagnet sa direktang kasalukuyang ng mga patag na ibabaw na gawa sa di-magnetic na materyal.
Sa USSR noong 1980s - unang bahagi ng 1990s, ang pananaliksik sa larangan ng magnetic abrasive processing ay pangunahing isinagawa ng mga siyentipikong koponan Minsk(Skvorchevsky N. Ya., P. I. Yashcheritsyn, Chachin V. N., Sakulevich F. Yu., Khomich N. S., Kudinova E. N., Abramov V. I., Kulgeiko M. P., Romanyuk S. I., Mikholap S. V., Lepshiy A.P., Ali Hussein Kadhum) at Leningrad (Baron Yu.M.kov V.S.kov, P.S. Nesterov V.M., Zheltobryukhov E.M.).
Noong 1990s, ang magnetic abrasive processing ay isinagawa ng mga pangkat ng mga pang-agham na departamento ng Physico-Technical Institute ng National Academy of Sciences ng Belarus, BNTU, pang-agham at engineering enterprise na "Polimag" (Belarus). Ang teoretikal at praktikal na mga problema ng buli sa isang magnetic field ng cylindrical at spherical na ibabaw ng mga produkto na pangunahing gumagana sa friction unit ng mga makina at mekanismo ay binuo at ipinatupad. Ipinakita ng mga pag-aaral sa paggalugad ang pangako ng paggamit ng magnetic abrasive na paggamot para sa paghahanda ng mga ibabaw ng produkto bago ang operasyon hinang at patong.
SA mga nakaraang taon Ang pananaliksik ay isinasagawa sa magnetic abrasive na pagproseso ng mga ibabaw ng mga bahagi ng katumpakan electronics , optika at teknolohiya ng laser ( Unitary Enterprise "Polymag". . , MATI (USA)).
Sa huling dekada, ang magnetic abrasive processing technology ay binuo sa maraming bansa sa buong mundo. Ang mga pangkat ng pananaliksik mula sa iba't ibang unibersidad at kumpanya ay nakikibahagi sa pananaliksik sa lugar na ito:
- Unitary Enterprise "Polymag" (N.S. Khomich at iba pa) - BNTU- Physicotechnical Institute ng National Academy of Sciences of Belarus - Belarusian State Agrarian-Technical University (Akulovich L.M., Sergeev L.E., atbp.) - Indian Institute of Technology (V.K. Jain), D. Singh (Dhirendra K. Singh), V. Raghuram, P. Kumar (Prashant Kumar, atbp.) - Tusi Technological University (M. Vahdati, E. Sadeghinia), A. Shokuhfar (A.Shokuhfar) - Guangdong University of Technology, Province Guangdong(Q. S. Yan, W. Q. Gao, atbp.) - China Ji Liang University, Province Zhejiang(Xu L.-tsz., L. J. Xu) - Liaoning University of Science and Technology, Province Liaoning(Y. Chen, F. Yan, C. Q. Zhu, atbp.) - Taiyuan University of Technology, Province Shanxi(Cheng Hongling, Li Wenhui, Yang Shichun, Xingao Yao, Yanhong Ding, atbp.) - Changchun University of Science and Technology, Province Girin(Shuren Zhang, Lifeng Yang, Guoxiang Wu, atbp.) - Zhejiang University of Technology, Province Zhejiang(Shiming Ji, Guoda Chen, atbp.) - Hua Chao University, Province Fujian(J.C. Fang, Z.Y. Zhao, atbp.) - Hunan Yuelushan University, Province Hunan(Shaohui Yin, atbp.) - Shanghai Transport (Jiaotong) University, Shanghai (Yan Wang, Dejin Hu) - Shenyang Northeastern University, probinsya Liaoning(Y. P. Sun, S. X. Yuan, B. F. Feng, G. Q. Cai, J. S. Shi), Hu G.-f. (G. F. Hu), atbp.) - SPbSPU(Yu. M. Baron) - OGTU(V. A. Litvinenko) - ASTU(Ikonnikov A.M.) - Transylvanian University (T. Deaconescu, A. Deaconescu, atbp.) - Kansas (L. Gillespie (LaRoux K. Gillespie)) - MATI Company (G. Kremen, L. Igelshteyn, S. Feygin, atbp. ) - Oklahoma State University (Ming Jiang), R. Komanduri (R. Komanduri)) - National Central University sa Chongli (Geeng-Wei Chang, Biing-Hwa Yan, Tsung-Jen Cheng) - (V.S. Mayboroda at iba pa) - DonNTU(Matiukha P.G., Gusev V.V., atbp.) - Korean Institute of Advanced Science and Technology (Min-Seog Choi) - Pugyong National University, Busan (Jung-In Lee, Kwak Jaesop (Jae-Seob Kwak), Dae-Min Kang, atbp.) - Konguk University (S.-L. Ko, J. I. Park) - Myongji University (Hee-Nam Kim, Dea-Wha Soh) - Seyeon University (Jeong-Du Kim) - Utsunomiya University (Takeo Shinmura, Ya. Zou (Y. Zou), H. Yamaguchi (Hitomi Yamaguchi), A. Kobayashi) - Kanto Polytechnic College (H. Fujita) - Yamanashi University (O. Sigiura) - Nagoya University (T. Mori, K. Hirota, atbp.) - M. Anzai, T. Imahashi, atbp.Pag-uuri ng mga regimen ng MAO
Pag-uuri ayon sa tatlong pamantayan:
- Functional na layunin
- I - ang magnetic field ay bumubuo ng isang cutting tool na may kinokontrol na tigas mula sa isang powdered ferromagnetic abrasive mass at lumilikha ng mga puwersa ng pagputol;
- II - ang magnetic field ay bumubuo ng isang cutting tool na may kontroladong tigas mula sa isang powdered ferromagnetic abrasive mass, lumilikha ng mga puwersa ng pagputol at nagbibigay ng mga paggalaw ng pagputol sa cutting tool;
- III - ang magnetic field ay nagbibigay ng mga puwersa ng pagputol at paggalaw sa hindi nabuong masa ng ferromagnetic abrasive powder;
- IV - ang magnetic field ay nagbibigay ng mga paggalaw na kinakailangan para sa pagputol nang direkta sa workpiece o nakasasakit na tool;
- V - magnetic field sa processing zone ay tumitindi o nagpapabuti sa mga katangian ng kalidad ng mga umiiral na nakasasakit na pamamaraan sa pagproseso.
- Hugis ng mga naprosesong ibabaw
- A - mga scheme para sa pagproseso ng mga panlabas na ibabaw ng pag-ikot;
- B - mga scheme para sa pagproseso ng mga panloob na ibabaw ng pag-ikot;
- B - mga scheme para sa pagproseso ng mga eroplano at pinasiyahan na hugis na ibabaw;
- D - mga scheme para sa pagproseso ng mga three-dimensional na hugis na ibabaw.
- Uri ng magnetic inductor na ginamit
- 1 - mga circuit na may electromagnetic DC inductors;
- 2 - mga circuit na may alternating kasalukuyang electromagnetic inductors;
- 3 - mga circuit na may electromagnetic inductors ng three-phase current;
- 4 - mga circuit na may permanenteng magnet inductors.
Mga regimen ng MAO ng pangkat I:
a) Pagproseso ng panlabas na cylindrical o hugis na ibabaw ng pag-ikot (Figure 1a). Upang gawin ito, ang workpiece 1 ay inilalagay sa pagitan ng mga pole ng isang direktang kasalukuyang electromagnet. Ang mga puwang sa pagitan ng mga pole 2 at ang ibabaw na ginagamot ay puno ng magnetic abrasive powder 3. Ito ay lumilikha ng isang uri ng nakasasakit na kasangkapan na kinokopya ang hugis ng ibabaw na ginagamot. Ang katigasan ng tool na ito ay maaaring kontrolin sa pamamagitan ng pagbabago ng lakas ng magnetic field sa mga working gaps. Ang magnetic field ay humahawak ng pulbos sa mga puwang at pinindot ito sa ibabaw na ginagamot. Ang mga paggalaw ng pagputol na kinakailangan para sa pagproseso ay ang pag-ikot at oscillation ng workpiece sa kahabaan ng axis.
b) Pagproseso ng panlabas na cylindrical at hugis na ibabaw ng pag-ikot ng maliliit na diameters na may cantilever fastening ng workpieces (Figure 1b). Ang ilang mga workpiece 5 ay sabay-sabay na pinoproseso, ang bawat isa ay naayos sa isang hiwalay na suliran. Ang annular bath 4 ay gawa sa non-magnetic na materyal at puno ng magnetic abrasive powder. Ang mga pole ng electromagnets ng kabaligtaran na polarity ay matatagpuan sa kahabaan ng panloob at panlabas na mga perimeter ng paliguan. Kapag sila ay naka-on, ang pulbos ay bumubuo ng isang nakasasakit na kapaligiran na may adjustable na tigas sa loob ng paliguan. Ang mga workpiece ay sumasailalim sa tatlong paggalaw ng trabaho: pag-ikot sa paligid ng kanilang sariling mga axes, oscillation kasama ang axis at paggalaw kasama ang gitnang circumference ng annular bath.
c) Pagproseso ng mga ibabaw ng tornilyo (Larawan 1c). Ang workpiece ay inilalagay sa loob ng isang cylindrical non-magnetic chamber 9, na naayos sa pagitan ng mga pole ng isang direktang kasalukuyang electromagnet 8, na, kapag naka-on, ay nagbibigay ng isang ibinigay na tigas sa magnetic abrasive powder mass sa loob ng kamara. Kapag umiikot ang workpiece 10, ang pinakintab na sinulid, tulad ng isang tornilyo, ay may posibilidad na alisin ang magnetic abrasive powder mula sa silid, at ang isang bahagi ng profile ng thread ay higit na napapailalim sa buli. Upang iproseso ang pangalawang bahagi ng profile, ang direksyon ng pag-ikot ng workpiece 10 Kasabay nito, ang direksyon ng paggalaw ng pulbos ay nagbabago.
d) Tinatapos ang gumaganang ibabaw ng pamutol (Larawan 1d). Ang electromagnet 12 ay nagsisilbing hawakan ang magnetic abrasive powder 13 sa pagitan ng mga pole at upang baguhin ang rigidity nito kasabay ng mga vertical oscillations ng cutter. Kapag ang pamutol ay gumagalaw pataas, ang electromagnet ay bubukas, at kapag ito ay gumagalaw pababa, ito ay naka-off. Ang on-off na pag-synchronize na ito ay kinakailangan upang maiwasan ang pagpurol ng mga cutting edge ng cutter.
e) Paggamot sa panloob na ibabaw ng isang non-magnetic thin-walled container (Figure 1d). Ang isang bahagi ng magnetic abrasive powder 15 sa pamamagitan ng mga puwersa ng magnetic field na dulot ng electromagnet 16 ay idinidiin laban sa ibabaw na pinoproseso at pinipigilan na umiikot kasama ng workpiece.
Mga regimen ng MAO ng pangkat II:
a) Pagproseso ng mga panlabas na ibabaw ng pag-ikot (Larawan 2a). Ang pag-oscillation ng mga piraso ng poste ay nagbibigay ng mga karagdagang paggalaw sa magnetic abrasive powder sa mga gumaganang gaps sa pamamagitan ng mga puwersa ng magnetic field sa halip ng oscillation ng workpiece. Ang pamamaraan na ito ay epektibo para sa magnetic abrasive machining sa mga lathes, kung saan ang spindle ay walang oscillating motion kasama ang axis, pati na rin para sa pagproseso ng napakalaking workpieces.
b) Pagproseso ng mga eroplano gamit ang isang permanenteng magnet inductor (Larawan 2b). Sa working end surface ng inductor 2, alternating pole at permanenteng magneto. Ang magnetic abrasive powder, na naayos ng mga puwersa ng magnetic field sa dulong ibabaw ng inductor, ay umiikot kasama ng inductor at nagpapakintab sa ibabaw ng unti-unting gumagalaw na workpiece 1.
c) Pagproseso ng isang pinasiyahan na hugis na ibabaw (Larawan 2c). Sa workpiece 3 gamit ang isang oscillating inductor 4 sa mga permanenteng magnet, na nagbibigay ng cutting forces at oscillations sa mga butil ng magnetic abrasive powder na inilagay sa working gap.
d) Pagproseso ng panlabas na spherical na ibabaw (Larawan 2d) (AS 531715 USSR). Ang magnetic field sa mga working gaps ay na-induce ng electromagnet 5 DC. Ang pagproseso ay isinasagawa sa pamamagitan ng pag-ikot ng workpiece 6 at ang mga piraso ng poste 7; ang huli ay nagpapadala ng pag-ikot sa magnetic abrasive powder 8 sa mga gumaganang gaps.
e) Pagproseso ng mga panloob na raceway sa mga ball bearing ring (Larawan 2d) (AS 20444 NRB). Ito ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagpasok sa singsing 9 na pinoproseso - isang umiikot na poste 10 ng isang electromagnet 11 na may magnetic abrasive powder na hawak sa paligid ng poste nito.
e) Paggamot ng mga panloob na ibabaw ng mga tubo gamit ang umiikot na electromagnet (Figure 2e) (AS 21083 NRB, AS 657978 USSR). Electromagnet ay may ilang mga seksyon ng mga coils 12 na inilagay sa mga grooves ng pabahay 13. Sa kasong ito, ang mga annular na seksyon 14 ay nagiging magkasalungat na sisingilin na mga pole, hawakan ang magnetic abrasive powder at ipinadala ang gumaganang rotational motion dito. Bilang karagdagan, ang electromagnet ay gumagalaw sa kahabaan ng axis ng pipe, na nakakakuha ng magnetic abrasive powder sa mga gumaganang gaps.
Mga regimen ng MAO ng pangkat III:
a) Pagproseso ng mga panloob na ibabaw ng mga tubo (Larawan 3a) (AS 55507 USSR). Ang magnetic abrasive powder 2 ay inilalagay sa pipe 1 at pinipilit na paikutin gamit ang umiikot na magnetic field na nilikha ng isang three-phase electromagnetic inductor 3.
b) Paggamot sa ibabaw libreng anyo(Larawan 3b) . Ang isang workpiece 4 ng di-makatwirang hugis ay naayos sa loob ng isang non-magnetic na lalagyan 5, na napapalibutan ng mga electromagnet 6. Sa kahaliling pulse activation ng mga electromagnet, ang masa ng magnetic abrasive powder 7 ay gumagalaw sa loob ng lalagyan patungo sa kasama sa ngayon electromagnet.
c) Pagproseso sa ibabang ibabaw ng sheet na materyal (Larawan 3c). Ang sheet na materyal 8 ay hinila sa pagitan ng electromagnet 9 at ng lalagyan 10 na naglalaman ng magnetic abrasive powder 11 (Pat. 1507495 France).
Ang kakanyahan ng magnetic abrasive processing (MAT) ay batay sa kakayahan ng isang ferromagnetic mass na inilagay sa isang magnetic field, nang walang anumang mga mekanismo ng pag-convert, upang magsagawa ng nakasasakit na epekto sa ibabaw ng workpiece na pinoproseso. Ang MAO ay inuri bilang isang uri ng pagtatapos ng paggamot. Sa kasong ito, ang paggalaw ng pagputol ay maaaring mailipat sa parehong workpiece at sa tool.
Sa unang kaso, ang workpiece ay inilalagay sa pagitan ng mga piraso ng poste ng electromagnet na may ilang mga puwang kung saan ang pulbos, na may magnetic at nakasasakit na mga katangian, ay ibinuhos. Ang mga bahagi ay nakikipag-usap sa mga paggalaw ng rotational at oscillating (kasama ang axis). Ang mga puwersa ng magnetic field ay humahawak sa mga butil ng ferromagnetic powder sa mga puwang at, pagpindot sa ibabaw ng bahagi, pinoproseso ito. Ang coolant (emulsol, kerosene) ay ibinibigay din sa mga gumaganang gaps.
Ang MAO ay ginagamit para sa pagproseso ng mga bahaging gawa sa bakal, cast iron, non-ferrous na mga metal at haluang metal, plastik, salamin, pre-processed sa pamamagitan ng pag-ikot, paggiling, paggiling. Kung ikukumpara sa mga tradisyunal na pamamaraan ng abrasive processing, ang MAO ay nagbibigay ng pagtaas sa labor productivity ng 3...5 beses, at kapag nagpapakintab ng spherical glass lens - ng 5...6 na beses. Kasabay nito, ang halaga ng mga abrasive na tool ay nababawasan ng 2…3 beses.
Gamit ang MAO, posibleng bawasan ang paunang gaspang mula Ra=1.25...3.2 µm hanggang Ra=0.08...0.01 µm; waviness - 8...10 beses, facet - 1.5...2 beses. Ang katumpakan ng mga sukat at hugis ay hindi nagbabago. Ang pangunahing bentahe ng MAO ay ang kakayahang magproseso ng mga ultra-manipis na produkto (h=0.05...0.5 mm), mga produkto ng hindi regular na geometric na hugis, ang kakayahang makita ang mga depekto ng nakaraang pagproseso (mga bitak, pagkasunog...)
Parehong unibersal na MRS at mga espesyal na high-performance installation ay ginagamit bilang kagamitan para sa MAO.
1. Upang polish shafts, maaari mong gamitin ang screw-cutting lathes na may espesyal na ginawa magnetic inductor na naka-install sa machine support, at may karagdagang oscillating front center.
Ang mga sumusunod na MAO scheme ay ginagamit para sa buli ng mga eroplano:
Sa ibabaw na nakakagiling na makina na may pahalang na suliran. Sa halip na isang nakasasakit na gulong, ang isang electromagnetic disk ay nakakabit sa spindle ng makina, sa paligid kung saan ang isang brush ng ferromagnetic abrasive na materyal ay pantay na lumaki sa isang magnetic field.
Kapag inaatake, pinapakintab nila ang mga workpiece na gawa sa di-magnetic na materyal. Ang electromagnetic disk ay maaaring binubuo ng ilang U-shaped elementary magnets o ring solenoids na may steel cores na naka-install sa isang spindle sa isang mandrel. Ang mga electromagnet ay pinapagana ng direktang kasalukuyang. Ang isang hopper na may abrasive ferromagnetic chips ay naka-install sa katawan ng grinding headstock sa tabi ng umiikot na electromagnetic disk. Sa pamamagitan ng pagbubukas ng hopper habang umiikot ang disc, pantay na inilapat ang nakasasakit na medium sa ibabaw ng disc. Ang mga butil ng nakasasakit na daluyan ay matatagpuan sa kahabaan ng mga linya ng field at pinindot laban sa cylindrical na ibabaw ng disk.
Ang nagreresultang brush ay medyo nababanat at mahusay na humahasa sa sarili.
Ang ginugol na nakasasakit na daluyan ay tinanggal sa pamamagitan ng pag-off ng electromagnet. Ang agwat sa pagitan ng disk generatrix at ang workpiece ay nakatakda sa δ=4...6mm.
Ang mga mode ng MAO ay tinutukoy ng mga parameter na nagpapakilala sa mekanikal na paggalaw ng bahagi at magnetic inductor, mga sukat, pagsasaayos ng mga puwang sa pagtatrabaho, lakas ng magnetic field, mga katangian ng cermet at coolant. Kaya, para sa polishing steel workpieces d = 20…100 mm, ang mga sumusunod na mode ay ginagamit: v z = 1… 2 m/s, v osc = 8… 10 Hz, S = 6… 8 m/min, EBM cermet 40 + 80 % Fe, laki ng butil 160... 250 microns, magnetic induction 1...1.3 T, working gap 1...1.5 mm, haba ng flat tip 60...80 mm, anggulo ng coverage ng bahagi na may mga pole 90˚ , coolant - 5% na solusyon ng E2 emulsol sa tubig. Sa 10...15 s, ang pagkamagaspang na may Ra = 0.16...0.08 µm ay naging katumbas ng Ra = 0.04...0.02 µm.
Kung ikukumpara sa mga proseso ng pagtatapos kung saan ginagamit ang isang nakasasakit na tool na may matibay na bono, ang MAO ay nagdudulot ng bahagyang pag-init ng produkto: nang walang coolant sa temperatura na T=270...300˚C, sa paggamit ng coolant sa temperatura na T= 45...55˚C.
Magnetic abrasive na paggamot
Ipagpatuloy. Ang mga isyu ng pagbuo ng mga teknolohiya at paglikha ng kagamitan para sa pagtatapos ng paggamot sa ibabaw gamit ang magnetic abrasive na pamamaraan ay isinasaalang-alang. Ang posibilidad ng paggamit nito ay ipinapakita para sa parehong simple at kumplikadong hugis na mga bahagi na gawa sa iba't ibang mga materyales - mga metal at haluang metal, keramika, solong kristal, atbp. Mga pangunahing salita: magnetic abrasive processing, polishing, shaping.
Ang kumpanya ng Polimag ay may malawak na karanasan sa pagbuo ng orihinal mabisang teknolohiya at ang paglikha ng mga espesyal na kagamitan na may iba't ibang antas ng pagiging kumplikado para sa pagtatapos ng pagproseso (kadalasan ay magnetic abrasive) ng mga produktong ginagamit sa paggawa ng mekanikal at instrumento, optical, electronic at iba pang mga industriya.
Ang proseso ng magnetic abrasive processing (MAT) ay nagsasangkot ng ferroabrasive powder na pinagsiksik ng magnetic field. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng MAO at tradisyonal na nakasasakit na mga pamamaraan ay ang kawalan ng isang binder, na nagpapahintulot sa pagbuo ng isang cutting contour mula sa mga nakasasakit na elemento nang direkta sa ibabaw, at ang bilang ng mga gumaganang micro- at submicroelement sa bawat unit area ay maraming beses na mas malaki kaysa sa panahon. paggiling. Kasabay nito, sa panahon ng MAO ang mga proseso ng submicro-scratching, elastoplastic shear ng metal at micro-smoothing ng ibabaw ay nangingibabaw,
Nikolay Khomich,
Direktor ng pang-agham at engineering enterprise na "Polimag", Kandidato ng Teknikal na Agham
ang mga halaga ng pag-init at presyon sa processing zone ay makabuluhang mas mababa. Ang temperatura sa punto ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng ferroabrasive grain at ang bahagi ay hindi lalampas sa 150 °C, at ang mga depekto na katangian ng nakasasakit na pagproseso ay hindi nabuo. Sa MAO, ang papel ng inilapat na pulsed magnetic field ay napakahalaga. Nagdudulot ito ng pagpapakita ng magnetic-plastic, magnetoelectric at magnetostrictive effect sa malapit-ibabaw na layer ng sample. Sa ilalim ng kanilang impluwensya, ang mahinang naayos na mga depekto sa istruktura (dislokasyon, disklinasyon, pag-ikot, atbp.) na nabuo sa nakaraang proseso ay dinadala sa paggalaw (katulad ng Brownian motion).
ang kasalukuyang operasyon ng pagproseso ng bahagi. Ang isang makabuluhang bahagi ng mga ito ay dumarating sa ibabaw, at ang isang "malambot na brush" ng ferroabrasive powder ay bumubuo ng isang nanorelief na may bahagyang pagkamagaspang at isang malapit na ibabaw na layer na may isang minimum na mga depekto sa istruktura - mga potensyal na mapagkukunan ng pagkasira ng materyal ng bahagi.
Ang pamamaraan ay lubos na maraming nalalaman at madaling ipatupad at mapanatili. Salamat sa iba't ibang mga disenyo ng mga elemento ng lugar ng pagtatrabaho at isang malawak na seleksyon ng mga kinematic scheme, posible na matagumpay na maproseso ang parehong simple at kumplikadong mga hugis na ibabaw - cylindrical panlabas at panloob, flat, mga katawan ng pag-ikot na may isang curved generatrix, mga turnilyo na may iba't ibang mga profile, kumplikadong mga hugis, atbp. Kasabay nito, posible Ang paggamit ng teknolohikal na media ng iba't ibang komposisyon at mga katangian sa proseso ng MAO ay ginagawang posible upang maproseso ang mga produkto mula sa iba't ibang mga materyales sa isang malawak na hanay
Nanoworld ng mga istruktura at phenomena
saklaw - mga metal at haluang metal, keramika, solong kristal, atbp.
Depende sa mga kinakailangan, ang magnetic abrasive na paraan ay maaaring gamitin upang polish o linisin ang bahagi, pati na rin baguhin ang ibabaw na layer. Ang magnetic abrasive polishing (MAP) ay nagbibigay ng mataas na kalidad na ibabaw na may mababang pagkamagaspang (mula sa micro hanggang nano-level) na may pinakamababang bilang ng mga structural defect. Sa turn, ang pagtatalop ay nag-aalis ng mga kontaminant at ang orihinal na oxide film, na bumubuo sa lugar nito ng isang katulad na manipis na bago, na halos hindi lumalaki sa paglipas ng panahon at pinoprotektahan ang base na materyal mula sa kaagnasan. Ang magnetic abrasive modification ay lumilikha ng barrier near-surface layer sa pamamagitan ng pagpasok ng ilang partikular na alloying elements dito at pagtiyak ng pinakamainam na stress-strain state.
Kaya, ang pamamaraan ng MAO ay maaaring magbigay ng kinakailangang kalidad at mga espesyal na katangian ng pagpapatakbo ng ibabaw ng mga produkto - paglaban sa kaagnasan, pagkasira at pagkasira ng makina.
Sa negosyo ng Polimag, maraming pansin ang binabayaran sa pananaliksik at pag-unlad sa larangan ng napakahusay na pagproseso ng mga optical parts, teknolohiya ng laser at microelectronics.
Para sa magnetic abrasive polishing ng flat, spherical at aspherical surface upang mapabuti ang macrogeometry at bawasan ang pagkamagaspang, isang modelo ng pag-install na kontrolado ng program na A09 ang nilikha (Fig. 1). Ang mga pangunahing teknikal na katangian nito ay ibinibigay sa talahanayan. 1.
Ang mga parameter ng MAP ay ipinasok sa A09 CNC unit ayon sa paunang (mechanically polished) na data ng interferogram.
Diameter ng workpiece, mm 10...100
Kapal ng workpiece, mm 0.5... 30.0
Dalas ng pag-ikot ng magnetic inductor, s-1 5.25
Pagkagaspang pagkatapos ng MAP, Re, nm< 2
Katumpakan ng hugis ng naprosesong bahagi, μm 0.01.0.05
Oras ng pagproseso, min 3. 15
Pagkonsumo ng kuryente, kW 1.5
Pangkalahatang dimensyon LxWxH, mm 700x600x500
Timbang, kg 80
ibabaw. Ang proseso ay isinasagawa sa pamamagitan ng awtomatikong pag-scan sa sample gamit ang isang elastic magnetic abrasive tool, at ang pag-alis ng materyal ay nangyayari nang pili sa mga nakausli na bahagi ng ibabaw. Halimbawa, MAPA patag na plato gawa sa optical glass na may diameter na 28 mm na pinapayagan sa loob ng 6 na minuto. bawasan ang RU macrogeometry parameter mula 158 nm hanggang 30 nm at bawasan ang gaspang mula 20 hanggang 1.4 nm.
Sa 2015, pinlano na kumpletuhin ang trabaho sa paglikha ng pag-install ng A14, na higit na mataas sa mga teknolohikal na kakayahan sa pag-install ng A09 at pinapayagan ang mga bahagi ng buli na may mga sukat mula 20x20 hanggang 200x200 mm, na tinitiyak ang B.a< 1 нм (для отдельных задач Б.а < 0,2 нм).
Pangkalahatang view ang pag-install A14 ay ipinapakita sa Fig. 2.
Ang kumpanya ay bumuo at nagsagawa ng mga teknolohiya at kagamitan para sa magnetic abrasive processing (pagbabago, buli) ng mga panlabas at panloob na ibabaw ng mga tubo na gawa sa zirconium alloy na may diameter na 6-15 mm - mga shell ng mga elemento ng gasolina ng mga nuclear reactor. Ang pangunahing layunin ay upang madagdagan ang resistensya ng kaagnasan at kalidad ng ibabaw, gayundin ang palitan ang tradisyonal na ginagamit na proseso ng pag-ukit ng mga tubo sa mga solusyon sa hydrogen fluoride, ang paggamit nito ay hindi ligtas sa kapaligiran. Pananaliksik sa magnetic abrasive na proseso
ang mga pagbabago ng mga bahagi ng zirconium, kabilang ang mga pagsusuri sa reaktor ng binagong mga cladding ng elemento ng gasolina, ay nagpakita ng pangako ng pang-industriyang aplikasyon nito sa nuclear engineering. Ang binuo na teknolohiya at pag-install T15 (Fig. 3) ay ginagamit sa Institute
Basic
teknikal
katangian
mga pag-install
kanin. 1. Pag-install A09
kanin. 3. Gumaganang module ng pag-install ng T15
mesa 2. Pangunahing teknikal na katangian ng pag-install ng T15
Mga Setting ng VO
"Ang Z ay para sa magnetic
2 S nakasasakit
< сс О обработки
Pangalan ng tagapagpahiwatig Halaga ng tagapagpahiwatig
Diameter ng workpiece, mm 6...15
Haba ng workpiece, m 0.7...5
Pagkagaspang pagkatapos ng MAP, Pa, µm< 0,2
Dimensional na pag-aalis ng metal, µm 10.30
Bilis ng pagproseso, m/min 0.5.1.5
Pagkonsumo ng kuryente, kW 2.5
Mga kabuuang sukat LxWxH, m 11.5x0.6x1.3
Timbang, kg 200
ng mga pang-industriyang teknolohiyang nuklear ng National Research Nuclear University "MEPhI", at sinusubok din sa mga negosyo ng Rosatom. Mga pagtutukoy Ang mga setting ng T15 ay ibinigay sa talahanayan. 2.
Ang pag-install ng MK12 (Fig. 4a) para sa magnetic abrasive polishing ng mga kumplikadong ibabaw ng compressor blades na gawa sa titanium alloys at heat-resistant steels ay nararapat pansinin. Ang mga pangunahing layunin dito ay upang mapabuti ang mga katangian ng pagpapatakbo ng mga blades - paglaban sa kaagnasan, pagguho at alternating mga mekanikal na pagkarga, na makakatulong na mapabuti ang kaligtasan ng pagpapatakbo. sasakyang panghimpapawid, pati na rin ang pagpapalit sa manu-manong paggawa ng mga manggagawa sa pagtatapos ng mga operasyon ng pagproseso ng mga produktong ito. Ang tinukoy na teknolohiya at mga aparato ay ginagamit ng kumpanya ng Melita-K (Kazan, Russia), at pinlano din itong ipakilala sa mga negosyo ng Ministry of Aviation Industry ng Russian Federation.
Ang teknolohiya at pag-install ng P12 (Larawan 4 b) ay binuo at ginagamit sa produksyon para sa magnetic abrasive polishing ng mga dulong ibabaw ng mga suntok na gawa sa mga tool steel para sa pagpindot sa mga tablet mula sa maramihang materyales, kabilang ang mga gamot. Ang pangunahing gawain ay upang mapabuti ang mga katangian ng kalidad ng mga gumaganang ibabaw, pati na rin ang proseso ng automation. Ang teknolohiya at kagamitang ito ay ginagamit sa Precision Mechanics enterprise (Minsk) sa paggawa ng mga suntok para sa iba't ibang aplikasyon.
Ang pag-install ng M14 (Larawan 4 c) ay nagsasagawa ng magnetic abrasive na paglilinis ng mga gilid ng mga produktong gawa sa aluminyo at iba pang mga haluang metal bago hinang. Sa panahon ng mga operasyon, ang mga pelikulang oxide ay tinanggal, isang ibabaw na may isang minimum na mga depekto sa istruktura at mataas na resistensya ng kaagnasan ay nabuo. Ang mga ginagamot na bahagi ay halos hindi nag-oxidize sa paglipas ng panahon at angkop para sa hinang sa loob ng 30 araw o higit pa (sa kaso ng paghahanda sa pamamagitan ng kemikal na pag-ukit, ang panahong ito ay 8 oras lamang). Ang pag-install ay naglalaman ng 3 mga setting,
nagbibigay-daan, bilang karagdagan sa paglilinis ng mga gilid, buli ng patag at cylindrical na mga ibabaw.
Ang pananaliksik ay isinasagawa at isang paraan at pag-install ay binuo para sa magnetic abrasive polishing ng carbide na maaaring palitan ng polyhedral insert na may mga tip na gawa sa cubic boron nitride upang matiyak ang isang naibigay na radius ng rounding ng cutting edge at mapabuti ang kalidad ng buong ibabaw ng insert bago mag-apply ng mga coatings. Maraming mga negosyo na gumagawa ng mga tool para sa iba't ibang layunin ang interesado sa teknolohiyang ito.
Nagsasagawa rin ng trabaho upang lumikha ng mga pamamaraan at device para sa magnetic abrasive polishing ng mga panloob na ibabaw ng waveguide pipe na gawa sa mga tansong haluang metal para sa mga microwave radar device. Ang pagpapakilala ng teknolohiya at kagamitan na ito ay pinlano sa mga negosyo ng Almaz-Antey air defense concern (Russia).
Ang produksyon para sa produksyon ng teknolohikal na media (ferroabrasive powders, abrasive suspensions) para sa magnetic abrasive processing ng iba't ibang materyales ay naayos na ang paglikha ng isang pilot industrial site para sa serial production ng mga kagamitan.
Sa kasalukuyan, ang kumpanya ng Polimag ay nagsasagawa ng R&D at pagbuo ng pakikipagtulungan sa mga customer mula sa mga bansang CIS, EU, gayundin mula sa China. SI
Tingnan ang: http://innosfera.by/2015/06/Magnetic_abrasive_machining
Ang isa sa mga bagong promising na paraan ng pagtatapos ng pagproseso ay ang magnetic abrasive polishing (MAP), na ginagawang posible upang makakuha ng mababang mga parameter ng pagkamagaspang sa ibabaw na may taas na microroughness na 0 sa mga materyales ng iba't ibang pisikal at mekanikal na mga katangian (steels, hard alloys, non-ferrous. metal at haluang metal, salamin at iba pang mga di-metal). Ang papel na ginagampanan ng isang cutting tool sa MAP ay ginagampanan ng magnetic abrasive powders, na sabay na may mataas na magnetic at cutting properties. Ang hanay ng naturang mga materyales sa pulbos ay nilikha sa USSR at ginawa sa industriya. Ang mga puwersa ng pagputol ay nilikha gamit ang isang magnetic field na kumikilos sa mga butil ng magnetic abrasive powder na inilagay sa pagitan ng mga pole ng isang magnetic inductor at ang ibabaw na pinoproseso.
Ang kakanyahan ng MAP ay ang naprosesong ibabaw ng isang bahagi o isang pulbos na may magnetic at nakasasakit na mga katangian na inilagay sa isang magnetic field ay pinipilit na lumipat sa isa't isa. Ang pag-alis ng metal ay isinasagawa bilang isang resulta ng puwersa ng pulbos sa ibabaw ng bahagi at ang tinukoy na mga paggalaw ng kamag-anak.
Ang iba't ibang mga geometric na hugis ng mga ibabaw na nangangailangan ng pagtatapos ng pagproseso, at sapat na pagkakataon Ang mga magnetic field na may kakayahang magsagawa ng iba't ibang mga function sa panahon ng abrasive processing ay humantong sa paglikha ng iba't ibang magnetic abrasive na mga scheme ng buli. Sa partikular, ang Figure 3.50 ay nagpapakita ng ilang polishing scheme para sa mga bahagi. Sa kasong ito, ang magnetic field ay bumubuo ng isang uri ng cutting tool mula sa ferromagnetic abrasive powder mass 3, na nagpaparami ng hugis ng ibabaw na pinoproseso, at lumilikha ng normal at tangential forces na pumipindot sa mga butil ng pulbos sa bahagi 1 at humawak sa kanila sa agwat sa pagtatrabaho. Ang mga paggalaw ng paggupit ng workpiece ay ipinapahayag sa isang maginoo na electromechanical na paraan. Bilang karagdagan sa pag-ikot ng bahagi, na sa scheme na ito ay ang pangunahing paggalaw ng pagputol, ang bahagi o ang mga pole ng mga electromagnets 2 ay maaaring ibigay sa oscillation kasama ang rotation axis.
Ang mga puwersa ng pagputol, anuman ang pamamaraan ng buli, ay nilikha ng isang magnetic field, at ang magnitude at direksyon ng mga puwersang ito ay tinutukoy ng lakas at istraktura ng patlang sa lugar ng pagtatrabaho.
kanin. 3.50. Mga scheme para sa mga bahagi ng buli.
Ang magnitude ng mga puwersa ng pagputol ay maaaring maimpluwensyahan sa pamamagitan ng pagbabago ng kasalukuyang lakas sa mga windings ng electromagnets, ang laki ng mga puwang sa pagitan ng bahagi at ng mga pole ng electromagnet, pati na rin ang istraktura ng field sa working space, na kung saan ay sa isang tiyak na lawak na tinutukoy ng pagsasaayos ng mga pole ng mga electromagnet at ang mga sukat ng interpolar space.
Ang mga tampok ng magnetic abrasive polishing ay ang pag-aalis ng mga dynamic na load ng abrasive grains kapag pinuputol gamit ang isang nakasasakit na tool at ang mga nagresultang paglaganap ng mataas na kritikal na temperatura sa mga lokal na lugar ng ibabaw na pinoproseso, ang kawalan ng friction ng bond sa bahagi at isang matalim na pagbaba sa pangkalahatang temperatura ng pagputol, ang kawalan ng pangangailangan para sa pana-panahong hugis na pagbibihis ng nakasasakit na tool at hindi na kailangang gumawa ng mga nakasasakit na tool sa isang matibay na bono.
Ang paulit-ulit na spatial magnetization na pagbaliktad ng ibabaw ng workpiece at ang malakas na epekto ng mga butil ng pulbos dito ay nakakatulong sa pagpapalakas ng manipis na layer ng ibabaw ng materyal, pagtaas ng microhardness at wear resistance, at pagbabawas ng magnitude ng tensile residual stresses.
Ang MAP ay nagbibigay para sa trabaho na may medyo mababang bilis ng pag-ikot (1-3 m/s) ng bahagi, maliliit na amplitude (0.5-2 mm) ng mga oscillations na may magnetic induction sa working gap na 1-2 T at isang powder grain size na 0.2 mm.
Binabawasan ng MAP ang pagkamagaspang ng machined surface mula sa Ra = 1.25-0.32 hanggang Ra = 0.08-0.02 microns o mula sa Rz = 40-10 hanggang Ra = 0.32-0.16 microns, pinapabuti ang mga indibidwal na katangian ng geometric accuracy na mga hugis ng bahagi: binabawasan ang waviness at facet; nagbibigay ng mataas na intensity ng pag-alis ng metal para sa pagtatapos ng mga operasyon (hanggang sa 1 µm/s bawat diameter; sa loob ng 10-50 s ng magnetic time, ang pag-alis ay 0.01-0.05 mm), pinapanatili ang mga sukat na nakuha bilang resulta ng nakaraang operasyon sa loob ng tolerance , pagtaas ng lakas ng contact at wear resistance ng mga bahagi ng 1.5-2 beses. Ang pagproseso ng mga bahagi sa panahon ng MAP ay isinasagawa pangunahin nang paisa-isa sa isang estadong nakatuon.
Ang pamamaraan ng MAP ay kasalukuyang nakatanggap ng praktikal na aplikasyon pangunahin sa pagproseso ng mga panlabas at panloob na ibabaw ng mga umiikot na katawan (pistons, axes, atbp.) Para sa buli ng mga eroplano.
Kasalukuyang walang sentralisadong produksyon ng kagamitan para sa magnetic abrasive polishing, at samakatuwid ang pagliko, paggiling, at paggiling na mga makina ay maaaring iakma upang magamit ang prosesong ito nang may ilang modernisasyon.