石英玻璃的磁性磨粒光整加工試驗(yàn)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及工業(yè)的不斷進(jìn)步，硬脆材料被廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)，特別是在通信、航空航天、光學(xué)儀器儀表等高新技術(shù)領(lǐng)域。硬脆材料硬度高、脆性大，屬于低斷裂韌性材料，加工難度大，傳統(tǒng)的砂輪磨削等技術(shù)難以達(dá)到其技術(shù)要求。而現(xiàn)有的一些硬脆材料磨削拋光方法難以實(shí)現(xiàn)曲面類零件的加工，本文提出使用磁性磨粒光整加工方法，利用具有柔性、自適應(yīng)性的磁性磨粒實(shí)現(xiàn)對(duì)石英玻璃管內(nèi)表面的光整加工。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以單顆磁性磨粒為研究

2、對(duì)象，研究分析了其在磁場(chǎng)中所受磁場(chǎng)保持力、磁性磨粒對(duì)工件表面的作用力以及在加工過(guò)程中的受力情況。對(duì)硬脆材料的去除方式、脆塑轉(zhuǎn)變機(jī)理進(jìn)行闡述，研究分析了硬脆材料的磁性磨粒光整加工去除機(jī)理。分析表明磁性磨粒光整加工硬脆材料的去除過(guò)程由塑性去除、脆塑混合去除（橫向裂紋沒(méi)有擴(kuò)展到材料表面）和脆性去除（橫向裂紋已擴(kuò)展到材料表面）三種方式組成。⑵以石英玻璃端面作為加工對(duì)象選用金剛石非固結(jié)磁性磨料，經(jīng)加工的表面粗糙度最終Ra、Rz值分別達(dá)到0.016

3、μm和0.12μm，驗(yàn)證了磁性磨粒光整加工對(duì)石英玻璃的加工可行性。研究分析了主軸轉(zhuǎn)速、加工間隙、初始狀態(tài)和加工時(shí)間對(duì)工件表面粗糙度值的影響，得出最佳工藝參數(shù)。⑶根據(jù)石英玻璃管的內(nèi)表面設(shè)計(jì)內(nèi)置磁極，采用ANSYS Maxwell仿真軟件對(duì)磁極的組合形式、組合磁極數(shù)量、磁極開槽尺寸進(jìn)行模擬仿真。通過(guò)分析最終確定磁極頭采用10塊N45釹鐵硼瓦型磁極共同組成，每塊瓦型磁極外徑為35mm，內(nèi)徑為20mm，圓心角為36o，高度為40mm，開槽尺寸為