Автоматическое магнитно-абразивное полирование искривленной поверхности

Masahiro Anzai, Takumi Yoshida, and Takeo Nakagawa

Источник: http://www.riken.go.jp/lab-www/library/publication/review/pdf/No_12/12_015.pdf

Большинство форм производства были автоматизированы путем введения ЧПУ станков с CAD / CAM системами. Но отделка поверхностей матриц и форм выполнялася до сих пор вручную квалифицированными рабочими. Хотя многократно предпринималися попытки устранить ручную работу заменой на автоматическую отделку штампов и поверхностей формы с 3-мерной кривизной. Новый метод магнитно-абразивного полирования представляется как один из потенциальных методов для автоматизации 3-х мерной обработки поверхности.

Введение

Как правило, фрезерная обработка поверхностей присовочных форм заканчиваются ручной обработкой где качество зависит от квалифицикации рабочего. В этом исследовании, магнитно-абразивной обработки, экспериментально пытались отработать сложную криволинейную поверхность. Машины для магнитно-абразивной обработки Станок для магнитно-абразивной обработки и принципиальная схема работы приведены на рис. 1. Эта установка включает в себя фрезерный станок с ЧПУ, низкоуглеродистый стальной стержень, катушку и источник постоянного тока. Диаметр медного провода в катушке составляет 1 мм, а число витков в катушке составляет около 5000. Разрыв между стержнем и поверхностью заготовки может быть легко изменен путем ЧПУ. Абразивные материалы привлекаются намагниченным стержнем. Процесс обработки настолько прост, что он может быть использован на любых станках. Автоматическая магнитно-абразивная обработка проводилась с использованием на этом станке недавно разработанных магнитно-абразивных порошков.

Рис. 1. Станок для магнитно-абразивной обработки и принципиальная схема работы.

Магнитно-абразивная обработка

Магнитно-абразивный порошок NbC-Fe, разработанный авторами, производится с помощью плазмы порошковой плавления (PPM). В этом методе, NbC частиц дисперсно и равномерно расположены в железной матрице. Размельчение NbC-Fe магнитно-абразивного порошка составляет 65% от содержания NbC частиц, что чрезвычайно высоко по сравнению с другими порошками с содержанием абразивов. PPM магнитно-абразивный порошок имеет достаточно грайнд-способностей для обеспечения процесса обработки поверхности стали в зеркальную поверхность. Кроме того, можно использовать смесь железного порошка и притирки раствор вместо магнитного порошка.

Готовые образцы после обработки

Рис. 2. Готовые образцы после обработки и полученная шераховатость поверхности.

Рисунок 2 показывает, готовые поверхности и полученную шероховатость поверхности. Материал заготовки составляет 0,45%C. Оба образца были предварительно обрабоаны с помошью обрабатывающего центра. ЧПУ же был использован для обработки и отделки. Отделочные условия таковы: скорость вращения стальной стержень = 1750 об / мин Скорость подачи = 20 мм / мин шаг = 0,2 мм, плотность магнитного потока = 0,5 T разрыв между концом стержня и заготовки = 1,4-2,0 мм диаметр стального стерженя = 16 мм Как видно из фотографии, поверхность обработана довольно таки гладко.
Готовые образец поверхности

Рис. 3. Готовые образец поверхности и поверхности профилей до(а) и после обработки(б).

На рисунке 3 показана сложная изогнутая повержность после магнито-абразивной обработки Обработка проводилася на переделанном фрезерном станке с ЧПУ. Оброботка прроходила со следуючими условиями: * Скорость вращения стальной стержень = 2750 об / мин * Скорость подачи = 5 мм / мин. * Плотность магнитного потока = 1,32 T * Разрыв между конечными стержня и заготовки = 1,0 мм * Стальной стержень - ф 20 мм плоский конец * Абразивный порошок- соединения железа и абразивного шлама с поверхностью шероховатости Rmax = 20 мкм, обрабатываемый в была завершена в течение нескольких операций Rmax = 0,1мкм.

Выводы

На основании вышеизложенных фактов, авторы могут сделать вывод, что магнитно-абразивная обработка- это процесс который может рассматриваться как один из потенциальных методов автоматизации в случаях необходимости получения низкой шереховатости обрабатываемой поверхности.

Литература

1. Соломенцев Основы автоматизации машиностроительного производства Учеб. для машиностроит. спец. вузов/ Е.Р. Ко вальчук, М.Г. Косов, В.Г. Митрофанов и др.; Под ред. Ю.М. Соломенцева. — 2-е изд., испр. — М.: Высш. шк., 1999. — 312 с.