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VERFAHREN ZUR FERTIGBEARBEITUNG FERROMAGN@TISCHER
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ERZEUGNISSE MIT FERROMAGNETISCHEN SCHLEIFPULVERN IM MAGNETFELD Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Schleifbearbeitung von Erzeugnissen
im Magnetfeld, insbesondere auf ein Verfahren zur Fertigbearbeitung rerromagetischer
Erzeugnisse mit ferromagnetischen Schleifpulvern im Magnetfeld.
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Besonders vorteilhaft kann die vorliegende Erfindung zur Fertigbearbeitung
von Erzeugniseen großer Abmessungen verwendet werden, bei der leistunsfähige magnetische
Systeme geschaffen und großen Massen relative Verschiebungen erteilt werden müssen.
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Gegenwärtig erfolgt die Fertigbearbeitung von Erzeugniesen großer
Abmessungen und woher Masse @urch Schleifen mit Graphitscheibe, Feinziehschleifen.
Nonen, Polieren auf Werkzeugmaschinen
mit Schleifband bzw. Schleifpaste,
was zu hohem Arbeitsaufwand, unhygienischen Arbeitsbedingungen und zu Unsteuerbarkeit
der technologischen und Ausgangsparameter des Prozesses führt. Der Prozeß des Magnetschleifpoliedie
rens läßt sich gut automatisieren und gestattet esrstellungskosten von großen Erzeugnissen
herabzusetzen, deren qualität zu erhöhen und die Arbeitsbedingungen zu verbessern.
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Bekannt ist ein Verfahren zur Fertigbearbeitung von Oberflächen mit
ferromagnetischem Pulver im MagnetfeldX das darin besteht, daß in das von Elektromagneten
verschiedener Polarität erzeugte äußere Magnetfeld das zu bearbeitenso de ferromagnetische
Erzeugnis éingebracht wird, daß zwischen den Polen der Elektromagneten und dem Erzeugnis
ein Arbeitsspalt entsteht, in dem ein magnetisches Gesamtfeld entsteht1 das das
äußere Magnetfeld und das Feld des durch das äußere Feld magnetisierten Erzeugnisses
umfaßt.
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Danach wird im Arbeitsspalt ein ferromagnetisches Pulver zur Schaffung
einer MagnetschleiS9chneidtbürste" angeordnet und werden dem ferromagnetischen Erzeugnis
relative Verschiebungen in bezug auf das Pulver erteilt. Beispielsweise wird dem
Erzeugnis Drehbewegung erteilt, während den Polen der Elektromagneten oszillierende
Bewegung erteilt wird (Siehe Buch von E.G. Konowalow u.a., "Grundlagen der elektromagnetischen
Bearbeitung", Minsk, 1974, SS. 145 - 151, 205 - 208).
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Es findet jedoch bei der Aus£uhrung dieses Verfahrens der
Erzeugnisbearbeitung
je nach Oszillierung der Poe und Drehung des Werkstückes ein Verschleiß der Pole
des ma3netischen Systems statt, weil das agnetschleifpulver an die Pole und das
magnetisierte Erzeugnis angezogen ist und die Bearbeitung jenes Elementes erfolgt,
das am stärksten mngnetisiert ist und eine Verschiebung in bezug auf das Pulver
ausführt.
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Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Fertigbearbeitung ferromagnetischer
Erzeugnisse mit ferromagnetischen Schleifpulvern im Magnetfeld (siehe UdSSR Urheberschein
das das darin besteht, das in das äußere von Elektromagneten verschiedener Polarität
erzeugte Magnetfeld das zu bearbeitende ferromagnetische Srzeugnis eingebracht wird,
derart, daß zwischen den Polen der Elektromagneten und dem Erzeugnis ein Spalt gebildet
wird, in dem ein magnetisches Gesamtfeld entsteht, das das äußere Magnetteld und
das Feld des durch das äußere Feld magnetisierten Erzeugnisses umfaßt, wonach im
Arbeitsspalt ein ferromagnetisches Pulver zur Schaffung einer Magnetschleifschneidbürste
angeordnet wird und dem ferromagnetischen Erzeugnis und dem äuBeren Feld relative
Verschiebungen erteilt werden.
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Das bekannte Verfahren erfordert beträchtlichen Energieaufwand, da
zum Festhalten der Teilchen längs der Kraftlinien im Spalt zwischen dem Erzeugnis
und der Polen während des gesamten Bearbeitungsvorganges eine relativ hohe
zu
Induktion des Magnetfeldes aufrechterhalten ist, die 0,8 bis 1,2 T beträgt. Hierbei
ist die obere Grenze durch Sättigegeben gungsinduktion in den Polen der Elektromagneten
und der anergibt hicht gegebene Induktionswert des Magnetfeldes die Magnetisierung
daß des Erzeugnisses bis zur Sättigungsinduktion, so die zu größtmögliche Produktivität
des Verfahrens nicht erreichen ist. Es findet ferner ein Verschleiß der Pole statt,
da das Magnetschleifpulver sowohl an das magnetisierte Erzeugnis wie auch an die
Pole angezogen ist, und bearbeitet wird jedes element, das eine Verschiebung in
bezug auf das Pulver ausführt. Dies erfolgt deswegen, weil das Magnetfeld B im Arbeitsspalt
durch das äußere Feld (Feld der tt'lektromagneten) und das Feld des durch dieses
Feld magnetisierten Erzeugnisses bedingt ist, und die Kraft, die auf ein Pulverkorn
im Ärbeitsspalt wirkt, steht in kubischer Abbängigkeit von der Große des Feldes
B und ist nach der Seite gerichtet, in der das Feld zunimmt, so daß das Pulverkorn,
das unmittelbar mit der magnetisierten Oberfläche kontaktiert, an die letztere angezogen
wird (Pol des Elektromagneten bz. magiletisiertes Brzeugnis). Das Pulver kann an
die Pole sogar stärker als an das magnetisierte erzeugnis angezogen werden, nämlich
weil die Magnetisierung der Pole höher als die Magnatisierung des Erzeugnisses ist,
was öfter vorkommt, weil die Pole der Elektromagneten vorzugsweise aus einem Stahl
mit hoher magnetischer Permeabilität hergestellt werden.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist Verringerung
des
Energieaufwandes sowie Vermeidung durch des Verschleißes der Pole der Elektromagneten
' Erhöhung der Andrückkraft des ferromagnetischen Schleifpulvers an das zu bearbeitende
Erzeugnis und Reduzierung der Größe der magnetischen Induktion des äußeren Magnetfeldes.
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liegt, Der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Fertigbearbeitung
von ferromagnetiscnen Erzeugnissen mit ferromagnetischen Schleifpulvern zu entwickeln,
bei dem dank Reduzierung der Größe der magnetischen Induktion des äußeren Magnetfeldes
und dank Erhöhung der Andrückkraft des ferromagnetischen Schleifpulvers an das zu
bearbeitende Erzeugnis der Energieaufwand verringert, die Produktivität des Verfahrens
erhöht und der Verschleiß der Pole der Elektromagneten vermindert wird.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren zur Fertigbearbeitung
von ferromanetischen Erzeugnissen mit ferromagnetischen Schleifpulvern im agnetfeld,
bei dem in das äußere Mabrnet feld, das von Elektromagneten verschiedener Polarität
erzeugt ist, das zu bearbeitende ferromagnetische Erzeugnis eingebracht wird, derart,
daß zwischen den Polen der Elektromagneten und dem Erzeugnis ein Arbeitsspalt gebildet
wird, in dem ein magnetisches Gesamtfeld entsteht, das das äußere Magnetfeld und
das Feld des durch das äußere Feld magnetisierten Erzeugnisses umfaßt, wobei im
Arbeitsspalt ein ferromagnetisches Schleifpulver zur Schaffung einer Magnetschleifschneid"bürste"
angeordnet wird und dem ferromagneti
schen Erzeugnis sowie dem äußeren
Feld relative Verschiedas bungen erteilt werden, erfindungsgemäß ferromagnetische
das Pulver vor dem Anordnen im Arbeitsspalt undMerromagnetische Erzeugnis vor dem
Einbringen in das äußere Magneteiner feld Magnetisierung bis zur Sättigungsinduktion
unterzogen werden.
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Dies gewährleistet die Erzielung größtmöglicher Andrückkraft des
ferromagnetischen Schleifpulvers ga das zu bearbeitende Erzeugnis. Der Grund dafür
ist, daß das Feld B im arbeitsspalt durch das äußere Feld (Feld der Elektromagneten)
und das Feld des durch dieses Feld magnetisierten Erzeugnisses bedingt ist und die
Kraft, die auf ein Pulverkorn im Arbeitsspalt wirkt, in kubischer Abhängigkeit von
der Große des Feldes B steht und nach der Seite gerichtet ist, in der das Feld zanimat,
d.h. in diesem Fall in den Erzeugniskörper hinein; weil dieser bis zur größtmöglichen
Höhe - bis zur Sättigungsinduktion - magnetisiert ist. Das äußere Magnetfeld im
Arbeitsspalt sollte auf O,Oó - 0,08 T gehalten werden.
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Diese FeldgröBe kann Sättigungsinduktion in den Polen der Elektromagneten
nicht bewirken und trägt somit zum schwachen Andrücken des Pulvers an die Pole bei,
so daß bei der Verschiebung der letzteren in bezug auf das Pulver kein Verschleiß
der Pole erfolgt, wobei ferner der Energieaufwand beträchtlich verringert wird Die
Erhöhung der magnetischen Induktion im Arbeitsspalt
über CZGS T
hinaus führt zur Herabsetzung der Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens,
wogegen eine Verringe@ung der magnetischen Induktion bis auf Größen unter 0,06 ar
zum Abschwächen der Andrückkraft des Pulvers an das Erzeugnis führen kann, was zur
Verringerung der Produttivität des Prozesses führt.
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Das Verfahren zur Fertigbearbeitung von ferromagnetischen Erzeugnissen
mit ferromagnetischen Schleifpulvern im magnetfeld beruht auf folgendem. Das ferromagnetische
Sciileifpulver und das ferromagnetische erzeugnis werden bis zur Sättigungsinduktion
magnetisiert. In das äußere Magnet feld, das von Elektromagneten verschiedener Polarität
erzeugt ist, wird das zu bearbeitende ferromagnetische Erzeugnis eingebracht, das
beispielsweise aus einem Stahl gefertigt ist, der eine magnetische Permeabilität
von 4,08.105H/m besitzt, derart, daX zwischen den Polen der Elektromagneten ein
Arbeitsspalt entsteht . In diesem Arbeitsspalt entsteht ein magnetisches Gesamtfeld
das das äußere Magnetfeld und das Feld des durch dieses Feld magnetisierten Erzeugnisses
umfa@t, dessen Induktionswert 0,06 - 0,08 T beträgt. Danach wird im erwähnten Arbeitsspalt
ein ferromagnetisches Schleifpulver zur Schaffung einer Magnetschleifschneid"bürste"
angeordnet. Den Polen der Elektromagneten werden oszillieende und fortschreitende
Bewegung, dem Erzeugnis Drehbewegung um seine Achse erteilt. Auf ein ferromagnetisches
Korn des Pulvers wirkt im magnetischen Feld eine Eraft,
die in
kubischer Abhängigkeit von dem Induktionswert des Magnetfeldes steht. Auf ein Korn
des ferromagnetischen Pulverb, das mit dem Erzeugnis kontaktiert, wirkt ein Feld,
dessen magnetische Induktion der Magnetisierung des Erzeugnisses gleich ist, d.h.
2,04 T beträgt, was der Sättigungs-Materials des induktion des Erzeugnis es entspricht.
Das Pulverkorn wird dann an die Oberfläche des magnetisierten Erzeugnisses nit einer
2s04 m proportionalen Kraft, an die Pole aber =-t einer Kraft angedrückt, die 0,06
- OO T proportional ist, und folglich geschieht die Metallabnahme von der Oberfläche
eine des Erzeugnisses intensiver, was Erhöhung der Produktivität des Verfahrens
erfritt, und ein Verschleib der Pole bleibt wegen schwacher Magnetisierung derselben
praktisch ganz aus.
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Beispielsweise betrugt für ein Erzeugnis aus einem Stahl mit absoluter
Permeabilität von 4,08.10-5 Hirn die Sättigungsinduktion 2,04 T, wobei das Magnetisierungsfeld
5W.133 Ä/:n gleich ist. Während des gesamten Bearbeitungsprozesses wird im Spalt
zwischen dem Erzeugnis und den Polen der Elektromagneten ein magnetfeld mit magnetischer
Indaktion von 0,06 - 0,08 2 aufrechterhalten, was 50 10³ Ä/m (1A/m = = 4#.10³ G)
entspricht und dem Erzeugnis und den Pulverkörnern nicht erlaubt, ihre Magnetisierung
einzubüßen, ferromagnetische Teilchen im Arbeitsspalt festhält und ein schwächeres
Andrücken der ferromagnetischen Teilchen an die Pole als an das magnetisierte Erzeugnis
gewährleistet.