磁性磨具光整加工中基于Halbach Array的磁场设计与实验研究

• 作者: 丁宇亭 刘乐 李文辉 李秀红 白小云 闫涛
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 光整加工 Halbach Array 30CrMnSi 磁感应强度 Maxwell磁场仿真 磁性磨具
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 专题——高性能表面抛光加工方法
• 页码范围: 47-54,73
• 页数: 9页
• 分类号: TG580
• 字数: 5202字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.04.006

摘要

目的 提高磁性磨具表面光整加工技术对30CrMnSi高强度结构钢表面的加工效率,解决以往永磁式磁性磨具光整加工中磁场强度弱、磁能利用率低的问题.方法 首先对30CrMnSi导磁工件的材料去除机理进行分析,探讨了磁感应强度B对工件材料去除的重要性.然后基于海尔贝克阵列(Halbach Array)进行了磁场的设计,通过理论计算和仿真分析,确定了永磁单元尺寸和磁场布置方案.最后以自制粘接性磁性磨料,对30CrMnSi板材进行单因素光整加工实验.结果 根据磁场计算和仿真结果,确定了Halbach Array永磁阵列两个周期为最佳的磁场布置方案,并获得了理想的磁场强度和最佳的磁场分布.对30CrMnSi板材的加工实验表明,粗糙度下降百分比(％ΔRa)随着磁极转速和磨粒目数的增大而增大;磁性磨料中铁磁相与磨粒相质量比为3:1、磁极转速为500 r/min、磨粒目数为240目时,加工效果最好,获得了Ra=0.129μm的表面,粗糙度最大下降百分比为90.74％.结论 使用Halbach Array的方法对永磁场进行设计,可以增大加工区域的磁场强度并改善磁场分布,从而提高对30CrMnSi高强度结构钢表面的加工效率.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李文辉	太原理工大学机械工程学院	105	480	11.0	14.0
3	李秀红	太原理工大学机械工程学院	74	310	9.0	13.0
5	丁宇亭		7	4	1.0	1.0
8	刘乐	太原理工大学机械工程学院	2	8	1.0	2.0
14	白小云	太原理工大学机械工程学院	16	17	2.0	3.0