平面磁力研磨加工机床机械系统及其研磨磁极设计

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1、平面磁力研磨机械系统及其研磨磁极设计周清鹏，张桂香(山东理工大学机械工程学院，山东淄博255091)摘要：为改善零件表面质量，常采用磁力研磨光整加工方法对零件表面进行光整加工。在工程应用中为提高该工艺方法的加工精度，研究其机械系统的运动平稳性很有必要。本文在普通数控铳床结构的基础上，针对平面磁力研磨加工的特点，对其机械结构及其相关强度、刚度等方面设计校核，并对所设计的研磨磁极进行校核计算。通过校验，该设计可满足工程的使用要求。关键词：磁力研磨；机械系统结构；研磨磁极；运动平稳性中途分类号：TG580.68文献标识码：ADesignofmechanicalsystemandPermanentm

2、agnetpoleforflatmagneticabrasivefinishingZhouQingpeng,ZhangGuixiang(ShandonguniversityoftechnologyCollegeofmechanicalengineering,ShandongZibo255091China)Abstract：inordertoimprovethetechnologyofthepartssurfaceandedgefinishing,proposedthatusingthemethodofmagneticabrasivemachiningforsurfacefinishing.I

3、npractice,inordertoensurethemachiningaccuracyofthetechnology,studiesthemechanicalsystemmovementsmoothnesshasavitalrole.Thistextsetaboutfromtheordinarygrindingtechnolog*themechanicalstructureoftheplanarmagneticforcegrindingmachinetoolsandotherrelatedaspectssuchasstrength,stiffnessdesigncheck,andchec

4、kforthedesignedelectricpoleiscalculated.Throughcheck,theuseofthisdesigncanmeettheengineeringrequirements・Keyword:magneticforcegrinding；mechanicsdepartmentstructure；Electricpole；movementstability磁力研磨是一种先进的表面光整加工技术，它是通过磁场控制切削力实现对表而的研磨加工“四。其应用不仅在平面、曲面及管道内外表面的研磨上，对其他传统研磨技术及难加工的表面形状同样适用。由于磁力研磨技术相比传统加工有很

5、多优点，如良好的柔性、自适应性、自锐性以及研磨压力可控性强等优点⑴5】，使其广泛应用于精密仪器零件的光整加工中。而先前此技术的研究主要集屮在磁力研磨的加工机理和试验参数总结屮，对保证表面研磨质量的机床机械传动系统研究较少，但机械系统的运动平稳对加工的顺利进行同样也有重要作用。文章借鉴普通研磨受力情况对磁力研磨机床的机械传动系统进行了设计校核，并对研磨加工时的电磁极选用也进行了计算，从机械传动上保证磁力研磨加工的正常进行，确保研磨加工的精度。1磁力研磨机床机械系统方案设计磁力研磨机床可查阅的资料很少，考虑到磨削力很小，床身可仿照铳床来设计相关参数。因磁力研磨加工属于光整加工，精度要求以达到镜面

6、标准，必须要求具有传动平稳性高的机床载体。为确保机床进给系统的传动精度和工作稳定性，应要求机械传动装置有较高的传动精度与定位精度，这对提高零件的加工质量起着关键性的作用。基于以上因素考虑，整体设计方案如下:a.机床纵、横、垂直运动均采用滚珠丝杠副传动，保证了X、Y、Z三轴传动的平稳性和传动精度。b.采用伺服电动机和滚珠丝杠副进行传动，伺服电动机与滚珠丝杠I'可用联轴器直接连接。进给系统采用开环系统控制。这是由于开环系统结构比较简单，同时对其调试也比较简单，能确保系统的可靠性。图1给出的是磁力研磨机床的结构原理图。图1磁力研磨机床的结构原理图磁力研磨机床系统校核计1）机床主轴的设计计算主轴的主

7、要结构有：主轴的前轴径D和后轴径D2,轴内孔直径d,主轴端悬伸量a和主轴间跨距Lo已知主轴的传递功率为5.4kw。根据最小轴径计算公式(1)和主轴本身的刚度正比于抗弯截面惯性矩关系式(2)：d吨⑴n=2000r/mirio根据公式计算额定动载荷C'：计算载荷公式：Fc=KfxKhxKaxF(5)额定动载荷公式：=1—(管严7/z(D4-d4)/64空实=―^?64—Lll=L60xn=5.93x10*-60x