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基本信息
- 項目名稱：
- 長不銹鋼管內(nèi)孔表面新型磁力加工裝置
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 該項目提出采用交流電動機定子結(jié)構(gòu)（旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生器）產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場使工件與磨具間產(chǎn)生非機械方式的相對運動，實現(xiàn)對不銹鋼管內(nèi)孔表面磁力粗、精加工的新思路。該結(jié)構(gòu)既能實現(xiàn)工件與磨具間非機械方式的相對運動，又能對磁感應(yīng)強度大小實現(xiàn)調(diào)整，并克服了其它方法產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的漏磁現(xiàn)象、圓周性不好等缺陷，為套筒類零件的內(nèi)孔表面、尤其是對由于本身的特殊性不宜做高速旋轉(zhuǎn)運動的零件提供了一種行之有效的加工方法。
- 詳細(xì)介紹：
- 在實際生產(chǎn)中，一些大又長的管類零件（如物流管道、炮管等），由于零件本身的特殊性不宜做高速旋轉(zhuǎn)運動，用傳統(tǒng)的機械加工及常規(guī)的磁性研磨加工均難以實現(xiàn)其內(nèi)孔表面的加工。 為此該項目提出采用交流電動機定子結(jié)構(gòu)（旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生器）產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場使工件與磨具間產(chǎn)生非機械方式的相對運動，實現(xiàn)對不銹鋼管內(nèi)孔表面磁力粗、精加工的新思路。定子三相對稱繞組通以三相對稱電流后產(chǎn)生的合成磁場是一個在空間旋轉(zhuǎn)的磁場 ，該結(jié)構(gòu)既能實現(xiàn)工件與磨具間非機械方式的相對運動，又能對磁感應(yīng)強度大小實現(xiàn)調(diào)整，并克服了其它方法產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的漏磁現(xiàn)象、圓周性不好等缺陷，為套筒類零件的內(nèi)孔表面、尤其是對由于本身的特殊性不宜做高速旋轉(zhuǎn)運動的零件提供了一種行之有效的加工方法。 我國是不銹鋼生產(chǎn)基地，目前長不銹鋼管內(nèi)表面的加工采用低效方法（如手工操作），耗時費工，勞動強度大，該項目的研究成功將會實現(xiàn)長不銹鋼管內(nèi)表面的深加工，擴大不銹鋼管的應(yīng)用范圍，提高企業(yè)的經(jīng)濟效率，具有廣闊的應(yīng)用前景。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計、發(fā)明的目的： 長不銹鋼管內(nèi)孔表面新型磁力加工裝置的推出，目的在于解決實際生產(chǎn)中一些不宜做高速旋轉(zhuǎn)運動的長不銹鋼管類零件內(nèi)孔表面的加工，推動長不銹鋼管深加工，擴大其使用范圍。 基本思路： 1.總體方案的設(shè)計； 2.旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生器的設(shè)計； 3.磁性刀具設(shè)計； 4. ANSYS模擬仿真，對旋轉(zhuǎn)磁場及磁性刀具相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化； 5.建立試驗平臺，進(jìn)行試驗研究。 創(chuàng)新點： 該裝置利用定子式磁場發(fā)生器產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與不銹鋼管內(nèi)腔的磨具產(chǎn)生電磁作用，使磨具與靜止的工件產(chǎn)生非機械驅(qū)動方式的相對運動；使用不同磨具可實現(xiàn)不銹鋼管內(nèi)表面的粗、精加工，尤其對長不銹鋼管內(nèi)孔表面的加工效率高、效果好，且設(shè)備簡單。 技術(shù)關(guān)鍵： 該裝置是利用旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生器產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場使工件與磨具間產(chǎn)生非機械方式的相對運動，長不銹鋼管內(nèi)表面的加工效果主要取決于旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生器在切削區(qū)產(chǎn)生的磁場強度的強弱及磁性磨具的結(jié)構(gòu)。因此該裝置的技術(shù)關(guān)鍵在于：磁場發(fā)生器及磁性磨具的設(shè)計。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1) 新型磨具的加工效率：去除量 80-360mg/min 2) 該裝置能對十米以上長管內(nèi)孔表面進(jìn)行粗、精加工。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 該裝置利用定子式磁場發(fā)生器產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與不銹鋼管內(nèi)腔的磨具產(chǎn)生電磁作用，使磨具與靜止的工件產(chǎn)生非機械驅(qū)動方式的相對運動，使用不同磨具可實現(xiàn)不銹鋼管內(nèi)表面的粗、精加工，解決了實際生產(chǎn)中由于零件結(jié)構(gòu)本身的特殊性不宜做高速旋轉(zhuǎn)運動的長不銹鋼管內(nèi)表面加工難的問題，填補了長不銹鋼管類零件無法加工的空白，具有一定的科學(xué)性、先進(jìn)性和實用性。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 該項目正處于中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場演示/錄像/圖片/圖紙/實物、產(chǎn)品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 該裝置的特點是利用電磁作用使工件和磨具之間產(chǎn)生非機械驅(qū)動方式的相對運動，其優(yōu)勢在于工件和旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生器均處于靜態(tài)，解決了實際生產(chǎn)中由于零件結(jié)構(gòu)本身的特殊性不宜做高速旋轉(zhuǎn)運動的長不銹鋼管內(nèi)表面加工難的問題。 該裝置的適用于十米以上長不銹鋼管內(nèi)孔表面的加工，切實解決實際生產(chǎn)難題。 本裝置精度要求低，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，被加工表面的加工效果好，加工效率高，可以解決管狀零件的內(nèi)表面加工難的問題。該方法使十米以上長管內(nèi)孔表面的加工效率提高3~4倍。 該裝置的研究成功將會實現(xiàn)不長銹鋼管內(nèi)表面的深加工，擴大不銹鋼管的應(yīng)用范圍，提高企業(yè)的經(jīng)濟效率，具有廣闊的應(yīng)用前景。
同類課題研究水平概述
- 隨著生產(chǎn)技術(shù)的提高，人們對零件表面質(zhì)量的要求越來越高，比如在半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中，對輸送各種高純度氣體的不銹鋼管內(nèi)孔表面質(zhì)量就有很高的要求，特別是實際生產(chǎn)中還有一些長圓管零件（如物流管道），由于零件結(jié)構(gòu)本身的特殊性不宜做高速旋轉(zhuǎn)運動，其內(nèi)孔表面的加工比較困難，目前尚無有效解決方法?，F(xiàn)有的長圓管內(nèi)表面加工技術(shù)主要有磁力研磨、擠壓珩磨。磁力研磨的磁刷雖然為柔性的，有較強的自適應(yīng)能力，但屬于光整加工范疇（郭燕瑩，張銀喜．磁性研磨的加工特性．太原工業(yè)大學(xué)學(xué)報．1997 (9)、徐立軍，王文，楊誠．磁力研磨加工技術(shù)綜述．組合機床與自動化加工技術(shù)，2003（1）、張銀喜、丁艷紅．熱壓燒結(jié)法制備磁性磨料．00136573 中均有詳細(xì)描述，方建成，金洙吉，徐文驥，周錦進(jìn)．旋轉(zhuǎn)磁場磁粒光整加工研究．中國機械工程．2001（11）一文中的試驗數(shù)據(jù)顯示磁力研磨十五分鐘的去除量僅為45mg，磨料的磨削能力較?。y以加工比較粗糙的內(nèi)孔表面；擠壓珩磨的流體磨料為粘彈性的，也是柔性的，根據(jù)粘彈性力學(xué)，適用于加工異形復(fù)雜孔道，對于孔徑小于20mm、孔道長大于1000mm時，流體的壓力梯度太小，難以形成有效的加工作用，（德國MicroStream Technologies GmbH 公司．磨粒流加工工藝．航空制造技術(shù)．2005（12）一文中描述到對于內(nèi)徑較大的工件，流體在孔道中難以形成壓力梯度，需要增加一個中心軸，使磨料通過中心軸與內(nèi)孔徑之間形成的狹小空隙來達(dá)到有效加工目的），因此難以適應(yīng)長圓管工件的內(nèi)表面的加工，并且上述兩種加工工藝加工量太小，只適用于光整加工。所以急需高效的長圓管零件內(nèi)表面加工方法。不銹鋼管內(nèi)孔表面新型磁力加工技術(shù)的提出，滿足了長圓管零件內(nèi)表面加工的實際需要。
