RU2800274C1 - Method for magnetic abrasive treatment - Google Patents
Method for magnetic abrasive treatment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2800274C1 RU2800274C1 RU2023105979A RU2023105979A RU2800274C1 RU 2800274 C1 RU2800274 C1 RU 2800274C1 RU 2023105979 A RU2023105979 A RU 2023105979A RU 2023105979 A RU2023105979 A RU 2023105979A RU 2800274 C1 RU2800274 C1 RU 2800274C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- pole
- processing
- abrasive
- side surfaces
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к магнитно-абразивной обработке машиностроительных изделий, в частности к обработке кромок листовых изделий.The invention relates to magnetic abrasive processing of engineering products, in particular to the processing of edges of sheet products.
Известен способ магнитно-абразивной обработки, реализуемый устройством (авторское свидетельство СССР № 872222, опубл. 15.10.1981 г.), в котором двум открытым торцам полюсов, выполненным в виде двух стаканов, расположенных друг напротив друга и жестко закрепленных на сердечнике, задается вращательное движение, что позволяет обработать поверхности кромок изделия.A method of magnetic-abrasive processing is known, implemented by a device (USSR author's certificate No. 872222, publ. 10/15/1981), in which two open ends of the poles, made in the form of two glasses located opposite each other and rigidly fixed on the core, are given a rotational movement, which allows processing the surface of the edges of the product.
Недостатком данного способа является невозможность равномерной обработки кромки изделия одновременно с торцевой и боковых поверхностей, а также формировать поверхность согласно этапам черновой и чистовой обработки с удалением существующих дефектов. Это обуславливается тем, что величина магнитно-абразивного воздействия на торцевой и боковых поверхностях кромки различна. The disadvantage of this method is the impossibility of uniform processing of the edge of the product simultaneously with the end and side surfaces, as well as forming the surface according to the stages of roughing and finishing with the removal of existing defects. This is due to the fact that the magnitude of the magnetic-abrasive impact on the end and side surfaces of the edge is different.
Известен способ магнитно-абразивной обработки (Хомич Н.С. «Магнитно-абразивная обработка изделий». - Мн.: БНТУ. 2006 г., стр. 108.), в котором кромке изделия задается возвратно-поступательное движение в магнитно-абразивной массе, сформированной двумя вращающимися полюсными наконечниками, что позволяет обеспечить одновременную обработку кромки изделия с торцевой и боковых поверхностей.A known method of magnetic-abrasive processing (Khomich N.S. "Magnetic-abrasive processing of products." - Minsk: BNTU. 2006, p. 108.), In which the edge of the product is given a reciprocating motion in a magnetic-abrasive mass formed by two rotating pole tips, which allows for simultaneous processing of the edge of the product from the end and side surfaces.
Недостатком данного способа является неоднородное магнитно-абразивное воздействие на торцевую и боковые поверхности кромки изделия, что приводит к неравномерному съему материала с торцевой и боковых поверхностей, а также формированию различных качественных характеристик на торцевой и боковых поверхностях кромки изделия.The disadvantage of this method is the non-uniform magnetic-abrasive effect on the end and side surfaces of the product edge, which leads to uneven material removal from the end and side surfaces, as well as the formation of different quality characteristics on the end and side surfaces of the product edge.
Известен способ магнитно-абразивной обработки (авторское свидетельство СССР № 1284799, опубл. 23.01.1987 г.), в котором двум полюсным наконечникам магнитной системы задается синхронное вращение, магнитно-абразивная масса формируется между ними, а кромке изделия задается возвратно-поступательное движение в ней, что позволяет обеспечить одновременную обработку торцевой и боковых поверхностей. При соблюдении рекомендаций по поддержанию расстояния в пределах от 0,86 до 0,95 радиуса полюсных наконечников от крайней точки изделия до оси вращения полюсных наконечников можно обеспечить равномерность обработки кромки с торцевой и боковых поверхностей.There is known a method of magnetic-abrasive machining (USSR author's certificate No. 1284799, publ. 01/23/1987), in which two pole pieces of the magnetic system are set to synchronous rotation, a magnetic-abrasive mass is formed between them, and the edge of the product is set to reciprocate motion in it, which allows for simultaneous processing of the end and side surfaces. Subject to the recommendations for maintaining a distance within the range of 0.86 to 0.95 of the radius of the pole pieces from the extreme point of the product to the axis of rotation of the pole pieces, it is possible to ensure uniform processing of the edge from the end and side surfaces.
Недостатком данного способа является невозможность производить бездефектную обработку кромки изделия с торцевой поверхности в связи с тем, что при работе двух синхронно вращающихся полюсных наконечников со стороны боковых поверхностей происходит в основном процессы микрорезания и микровыглаживания, в то время как между этими наконечниками и торцевой поверхностью происходят микроударные воздействия. Вследствие этого магнитно-абразивная обработка рассматриваемым способом приводит к появлению остаточных включений на торцевой поверхности, которые негативно влияют на дальнейшую эксплуатацию кромки изделия.The disadvantage of this method is the impossibility of producing defect-free processing of the edge of the product from the end surface due to the fact that when two synchronously rotating pole pieces work from the side surfaces, mainly microcutting and microburnishing processes occur, while microshocks occur between these tips and the end surface. As a result, magnetic-abrasive processing by the considered method leads to the appearance of residual inclusions on the end surface, which negatively affect the further operation of the product edge.
Известен способ магнитно-абразивной обработки (патент RU № 2710085, опубл. 24.12.2019), который позволяет обеспечить одновременную равномерную обработку торцевой и боковых поверхностей кромки изделия посредством создания магнитно-абразивной среды путем двух синхронно вращающихся полюсных наконечников, расположенных на одном уровне с двух сторон от боковых поверхностей кромки, и третьего полюсного наконечника, расположенного перпендикулярно к двум другим и находящегося в плоскости параллельной плоскости торцевой поверхности кромки изделия, при этом третьему наконечнику задается однонаправленное синхронное вращение с двумя другими.There is a known method of magnetic-abrasive processing (patent RU No. 2710085, publ. 12/24/2019), which allows for simultaneous uniform processing of the end and side surfaces of the edge of the product by creating a magnetic-abrasive environment by two synchronously rotating pole pieces located at the same level on both sides of the side surfaces of the edge, and a third pole piece located perpendicular to the other two and located in plane parallel to the plane of the end surface of the edge of the product, while the third tip is given unidirectional synchronous rotation with the other two.
Недостатком данного способа является то, что в процессе магнитно-абразивной обработки кромки изделия с использованием трех однонаправленных синхронно вращающихся полюсных наконечников производится ассиметричное снятие материала в областях пересечения торцевой и боковых поверхностей кромки изделия вследствие различного магнитно-абразивного воздействия в данных областях, что приводит к искажению геометрической формы кромки изделия, а также невозможностью выполнить черновую и чистовую обработку за один технологический процесс. The disadvantage of this method is that in the process of magnetic-abrasive processing of the edge of the product using three unidirectional synchronously rotating pole pieces, an asymmetric removal of material is performed in the areas of intersection of the end and side surfaces of the edge of the product due to different magnetic-abrasive effects in these areas, which leads to a distortion of the geometric shape of the edge of the product, as well as the inability to perform roughing and finishing in one technological process.
Известен способ магнитно-абразивной обработки (патент RU № 2751392, опубл. 13.07.2021), принятый за прототип, который позволяет равномерно обработать кромку листового проката в областях пересечения торцевой и боковых поверхностей посредством создания магнитно-абразивной среды с применением одной трехполюсной системы, движение полюсных наконечников в которой обеспечивают встречное движение абразивной массы в областях пересечений торцевой и боковых поверхностей. A known method of magnetic-abrasive processing (patent RU No. 2751392, publ. 07/13/2021), adopted as a prototype, which allows you to evenly process the edge of sheet metal in the areas of intersection of the end and side surfaces by creating a magnetic-abrasive medium using one three-pole system, the movement of the pole pieces in which provide the counter movement of the abrasive mass in the areas of intersection of the end and side surfaces.
Недостатком данного способа является то, что магнитно-абразивная обработка с использованием одной трехполюсной системы не позволяет обеспечить черновую и чистовую обработку за один технологический переход, так как изменение рабочего зазора и величины магнитной индукции требует остановки процесса обработки и переустановки технологических параметров, что приводит к уменьшению производительности процесса.The disadvantage of this method is that magnetic-abrasive machining using one three-pole system does not allow for roughing and finishing in one technological transition, since changing the working gap and magnetic induction requires stopping the processing process and resetting technological parameters, which leads to a decrease in process productivity.
Техническим результатом является обеспечение качества поверхностного слоя кромок плоских изделий и повышение производительности магнитно-абразивной обработки.The technical result is to ensure the quality of the surface layer of the edges of flat products and increase the productivity of magnetic abrasive processing.
Технический результат достигается тем, что устанавливают вторую трехполюсную систему, у которой полюсные наконечники совершают вращательные движения обеспечивая магнитно-абразивное воздействие в областях пересечения торцевой и боковых поверхностей кромки изделия при попутном движении торцевого и боковых полюсных наконечников, при этом рабочий зазор между полюсными наконечниками и торцевой и боковыми поверхностями кромки изделия в первой трехполюсной системе устанавливают в диапазоне черновой обработки от 2 до 3 мм, а во второй трехполюсной системе рабочий зазор устанавливают в диапазоне чистовой обработки от 4 до 5 мм.The technical result is achieved by installing a second three-pole system, in which the pole pieces perform rotational movements providing a magnetic-abrasive effect in the areas of intersection of the end and side surfaces of the edge of the product with the associated movement of the end and side pole tips, while the working gap between the pole pieces and the end and side surfaces of the edge of the product in the first three-pole system is set in the roughing range from 2 to 3 mm, and in the second three-pole system the working gap is set in the finishing range from 4 to 5 mm.
Способ магнитно-абразивной обработки поясняется следующими фигурами:The method of magnetic abrasive processing is illustrated by the following figures:
фиг. 1 - схема магнитно-абразивной обработки кромок листового проката;fig. 1 - scheme of magnetic-abrasive processing of the edges of sheet metal;
фиг. 2 - схема формирования качественных характеристик кромки изделия при предлагаемом способе магнитно-абразивной обработки, где:fig. 2 - scheme for the formation of qualitative characteristics of the edge of the product with the proposed method of magnetic-abrasive processing, where:
1 – кромка изделия;1 - the edge of the product;
2 – полюсной наконечник;2 - pole tip;
3 – электромагнитные катушки;3 - electromagnetic coils;
4 – зазор на черновую обработку;4 - clearance for roughing;
5 – зазор на чистовую обработку.5 - clearance for finishing.
Способ осуществляется следующим образом. Кромку листового проката 1 помещают в магнитно-абразивную массу, сформированную двумя трехполюсными магнитными системами 2. Каждая трехполюсная магнитная система состоит из двух боковых полюсных наконечников и одного перпендикулярно расположенного торцового полюсного наконечника. Вторая трехполюсная система устанавливается от первой на расстоянии, обеспечивающем пересечение магнитно-абразивных масс двух магнитных систем и непрерывность съёма обрабатываемого материала абразивной щеткой. Независимыми друг от друга возвратно-поступательными движениями полюсных наконечников устанавливается одинаковый рабочий зазор между двумя боковыми полюсными наконечниками первой трехполюсной системы и боковыми поверхностями кромки изделия и между торцовым полюсным наконечником первой трехполюсной системы и торцовой поверхностью кромки изделия, также устанавливают одинаковый рабочий зазор между двумя боковыми полюсными наконечниками второй трехполюсной системы и боковыми поверхностями кромки изделия и между торцовым полюсным наконечником второй трехполюсной системы и торцовой поверхностью кромки изделия. В первой трехполюсной системе рабочий зазор 4 устанавливается в диапазоне черновой обработки от 2 до 3 мм, во второй трехполюсной системе рабочий зазор 5 устанавливается в диапазоне чистовой обработки от 4 до 5 мм. После этого одновременно задают однонаправленное поступательное движение кромки изделия вдоль двух трехполюсных систем, разнонаправленные вращательные движения двум боковым полюсным наконечникам обеих систем относительно боковых поверхностей кромки изделия, разнонаправленные вращательные движения торцевым полюсным наконечникам относительно торцевой поверхности кромки изделия. Вращательное движение торцевого полюсного наконечника первой трехполюсной системы задается таким образом, чтобы в области пересечения торцевых и боковых поверхностей кромок изделия магнитно-абразивное воздействие осуществлялось посредством встречных вращательных движений торцевого полюсного наконечника и двух боковых полюсных наконечников, что позволяет производить равномерную магнитно-абразивную обработку в областях пересечения торцевой и боковых поверхностей кромки изделия, а также обеспечить удаление существующих дефектов на поверхности изделия. Вращательное движение торцевого полюсного наконечника второй трехполюсной системы задается таким образом, чтобы в области пересечения торцевых и боковых поверхностей кромок изделия магнитно-абразивное воздействие осуществлялось посредством попутных вращательных движений торцевого полюсного наконечника и двух боковых полюсных наконечников, что позволяет удалить следы абразивного резания, оставшиеся от черновой обработки, и обеспечить высокое качество поверхностного слоя. The method is carried out as follows. The edge of sheet metal 1 is placed in a magnetic-abrasive mass formed by two three-pole magnetic systems 2. Each three-pole magnetic system consists of two side pole pieces and one perpendicular end pole piece. The second three-pole system is installed from the first at a distance that ensures the intersection of the magnetic-abrasive masses of the two magnetic systems and the continuity of the removal of the processed material with an abrasive brush. By independent reciprocating movements of the pole pieces, the same working gap is established between the two side pole pieces of the first three-pole system and the side surfaces of the product edge and between the end pole tip of the first three-pole system and the end surface of the product edge, the same working gap is also established between the two side pole tips of the second three-pole system and the side surfaces of the product edge and between the end pole tip of the second three-pole system and the end surface product edges. In the first three-pole system, the working gap 4 is set in the roughing range of 2 to 3 mm, in the second three-pole system, the working gap 5 is set in the finishing range of 4 to 5 mm. After that, a unidirectional translational movement of the product edge along two three-pole systems, multidirectional rotational movements of two side pole pieces of both systems relative to the side surfaces of the product edge, multidirectional rotational movements of the end pole tips relative to the end surface of the product edge are simultaneously set. The rotational movement of the end pole tip of the first three-pole system is set in such a way that in the area of intersection of the end and side surfaces of the product edges, the magnetic-abrasive action is carried out by means of counter rotational movements of the end pole tip and two side pole tips, which makes it possible to perform uniform magnetic-abrasive treatment in the areas of intersection of the end and side surfaces of the product edge, as well as to ensure the removal of existing defects on the product surface. The rotational movement of the end pole piece of the second three-pole system is set in such a way that in the area of intersection of the end and side surfaces of the edges of the product, the magnetic-abrasive effect is carried out by means of associated rotational movements of the end pole piece and two side pole pieces, which makes it possible to remove traces of abrasive cutting left from roughing and ensure high quality of the surface layer.
Способ поясняется следующими примерами.The method is illustrated by the following examples.
Проведены две серии экспериментов. В рамках первой серии экспериментов определялись диапазоны рабочих зазоров для чернового и чистового этапов магнитно-абразивной обработки кромок плоских изделий толщиной 4 мм из алюминиевого сплава марки АМц при помощи одной трехполюсной магнитной системы, которые позволят обеспечить шероховатость по параметру Ra от 0,2 до 0,3 мкм, отсутствие дефектов и следов абразивного резания на обработанной поверхности. Вторая серия экспериментов была направлена на обеспечение тех же показателей качества поверхностного слоя, однако, за один технологический переход посредством двух взаимосвязанных трехполюсных магнитных систем в соответствии с разрабатываемым способом. В качестве постоянных условий магнитно-абразивной обработки кромок плоских изделий из алюминиевого сплава марки АМц выступали величина магнитной индукции B = 0,5 Тл, абразивный материал марки 10Р6М5 с зернистостью от 50 до 250 мкм и СОЖ марки GLOBAL.Two series of experiments were carried out. As part of the first series of experiments, the ranges of working gaps for the roughing and finishing stages of magnetic-abrasive processing of the edges of flat products with a thickness of 4 mm from aluminum alloy of the AMts brand using one three-pole magnetic system were determined, which will ensure the roughness in the Ra parameter from 0.2 to 0.3 μm, the absence of defects and traces of abrasive cutting on the machined surface. The second series of experiments was aimed at providing the same quality indicators of the surface layer, however, in one technological transition by means of two interconnected three-pole magnetic systems in accordance with the developed method. The magnetic induction B = 0.5 T, abrasive material 10P6M5 with a grain size of 50 to 250 µm and coolant brand GLOBAL acted as constant conditions for magnetic-abrasive processing of the edges of flat products made of aluminum alloy of the AMts brand.
При определении диапазонов рабочих зазоров для чернового и чистового этапов магнитно-абразивной обработки с использованием одной трехполюсной системы, эксперименты проводились в два последовательных технологических перехода. Изменяемые условия магнитно-абразивной обработки и полученные результаты по качеству поверхностного слоя представлены в таблице 1. When determining the ranges of working gaps for the roughing and finishing stages of magnetic abrasive processing using one three-pole system, the experiments were carried out in two successive technological transitions. The variable conditions of magnetic abrasive treatment and the results obtained on the quality of the surface layer are presented in Table 1.
Таблица 1 - изменяемые условия магнитно-абразивной обработкиTable 1 - variable conditions of magnetic abrasive processing
«+» – наличие дефектов или следов абразивного резания на поверхности после магнитно-абразивной обработки;
«–» – отсутствие дефектов или следов абразивного резания на поверхности после магнитно-абразивной обработки.Where:
"+" - the presence of defects or traces of abrasive cutting on the surface after magnetic-abrasive processing;
"-" - the absence of defects or traces of abrasive cutting on the surface after magnetic-abrasive processing.
Проведенные эксперименты позволили определить диапазоны рабочих зазоров для чернового и чистового этапов магнитно-абразивной обработки кромок плоских изделий из алюминиевого сплава марки АМц. Так, рабочий зазор при черновой магнитно-абразивной обработке должен варьироваться в диапазоне от 2 до 3 мм; рабочий зазор при чистовой магнитно-абразивной обработке – в диапазоне от 4 до 5 мм.The experiments carried out made it possible to determine the ranges of working gaps for the roughing and finishing stages of magnetic-abrasive processing of the edges of flat products made of aluminum alloy of the AMts brand. So, the working gap during rough magnetic-abrasive processing should vary in the range from 2 to 3 mm; the working gap during finishing magnetic-abrasive processing is in the range from 4 to 5 mm.
Однако магнитно-абразивная обработка кромок плоских изделий из алюминиевого сплава марки АМц с использованием одной трехполюсной магнитной системы представляет собой трудоемкий процесс, связанный с изменением параметров обработки для чернового и чистового этапов. В связи с этим, проведена вторая серия экспериментов в соответствии с предлагаемым способом, при котором используется дополнительная трехполюсная система, которая позволила за один технологический переход с общим временем обработки равным 4 мин обеспечить требуемые показатели качества поверхностного слоя, а также сократить время и трудозатраты на обработку.However, magnetic-abrasive processing of edges of flat products made of aluminum alloy of the AMts brand using one three-pole magnetic system is a laborious process associated with changing the processing parameters for the roughing and finishing stages. In this regard, the second series of experiments was carried out in accordance with the proposed method, which uses an additional three-pole system, which allowed for one technological transition with a total processing time of 4 minutes to provide the required quality indicators of the surface layer, as well as reduce the time and labor costs for processing.
На основании проведенных исследований установлено, что последовательная обработка при учете в рамках одного технологического перехода этапов черновой обработки с установлением рабочего зазора в диапазоне от 2 до 3 мм и чистовой обработки с установлением рабочего зазора в диапазоне от 4 до 5 мм позволяет обеспечить требуемые показатели качества поверхностного слоя и увеличить производительность обработки.Based on the research, it has been established that sequential processing, taking into account, within one technological transition, the stages of roughing with the establishment of a working gap in the range from 2 to 3 mm and finishing with the establishment of a working gap in the range of 4 to 5 mm, allows us to provide the required quality indicators of the surface layer and increase the productivity of processing.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2800274C1 true RU2800274C1 (en) | 2023-07-19 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1006186A1 (en) * | 1981-07-03 | 1983-03-23 | Физико-технический институт АН БССР | Method of magnetic abrasive working of sheet materials |
| SU1284799A1 (en) * | 1984-04-19 | 1987-01-23 | Физико-технический институт АН БССР | Method of magnetic-abrasive machining of workpiece edges |
| JP2006272533A (en) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Utsunomiya Univ | Magnetic deburring method |
| RU2751392C1 (en) * | 2020-12-09 | 2021-07-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Method for magnetic abrasive processing |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1006186A1 (en) * | 1981-07-03 | 1983-03-23 | Физико-технический институт АН БССР | Method of magnetic abrasive working of sheet materials |
| SU1284799A1 (en) * | 1984-04-19 | 1987-01-23 | Физико-технический институт АН БССР | Method of magnetic-abrasive machining of workpiece edges |
| JP2006272533A (en) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Utsunomiya Univ | Magnetic deburring method |
| RU2751392C1 (en) * | 2020-12-09 | 2021-07-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Method for magnetic abrasive processing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4565363B2 (en) | Deburring method of products, especially metal products, and use of the method | |
| US9312066B2 (en) | Magnetic shape optimization | |
| CN106378668B (en) | A kind of control method of five axis double-ended grinding machine | |
| CN104668883A (en) | Processing method of target module sputtering surface | |
| RU2800274C1 (en) | Method for magnetic abrasive treatment | |
| Duplak et al. | Comprehensive analysis and study of the machinability of a high strength aluminum alloy (EN AW-AlZn5. 5MgCu) in the high-feed milling | |
| JPS6144521A (en) | Method of processing curved surface of thin article | |
| JPS63288631A (en) | Method of machining odd-shaped part and blade of turbomachinery manufactured through said method | |
| EP2789422A2 (en) | Shaping of aerofoil edges | |
| RU2699350C1 (en) | Method of bronze plate planing | |
| CN113290428B (en) | Blade fixing plate forming process | |
| CN109808084A (en) | A kind of double parallel concrete core sample cutter device and its cutting method | |
| JPH0212729B2 (en) | ||
| RU2710085C1 (en) | Magnetic abrasive processing method | |
| CN111546407B (en) | Reverse cutting processing method for curve type narrow blind groove of honeycomb composite material | |
| RU2516156C2 (en) | Machining of equiaxed shafts | |
| JP2006123066A (en) | Grooving grinding method | |
| RU2150358C1 (en) | Method and apparatus for electrochemical working of cutting edges of tool | |
| RU2751392C1 (en) | Method for magnetic abrasive processing | |
| RU2643286C1 (en) | Casting-rolling unit for producing copper cast billet | |
| RU2479496C2 (en) | Method of separating fragile nonmetallic materials by thermo elastic strain | |
| RU2780052C1 (en) | Method for finishing the outer surface of geometrically complex ceramic products | |
| CN110253236A (en) | A kind of processing method of film disk-like accessory | |
| RU2752719C1 (en) | Method for manufacturing disc knife | |
| TWI503192B (en) | Method for determining features of contour cutting process using ball end |