[发明专利]磁场辅助平面磨削设备

说明书

本发明公开了磁场辅助平面磨削设备，包括数控平面磨床和磁场辅助装置。该数控平面磨床包含床身、主轴、磨盘、夹具和工作台。该磁场辅助装置包含电磁铁装置，该电磁铁装置包括两线圈、两极头、极柱和一磁轭，该磁轭呈U形结构且具有一中间部和两开口部，该线圈装接在开口部，该极头装接在线圈上；还配设有直流电源控制系统，该直流电源控制系统电接电磁铁装置；该电磁铁装置装设在工作台之上，以使电磁铁装置随工作台一起做往复进给运动，该夹具及夹接在夹具上的工件相对固定地位于两极头的中间位置，以使工件始终处于磁场区域内。它具有如下优点：工件始终处于磁场区域内，使工件磨削区域始终受到定向磁场作用，有效提升工件表面质量。

技术领域

本发明涉及一种平面磨削设备，尤其涉及一种磁场辅助平面磨削设备。

背景技术

零件加工追求的往往是一定工艺条件下的极限尺寸精度和加工表面质量，已有研究发现单纯依靠刀具、机床和工艺参数的改进和调整，很难有效提升极限加工精度。这种情况下，借助外界能量场抵消材料加工中的局部高温和材料大变形引起的负面影响是一个值得探索的新思路。能量场辅助加工方法是加工技术研究中的一个前沿和热点问题，具体工艺包括磁场辅助加工、超声振动辅助加工、离子束辅助加工、等离子注入辅助加工、激光辅助加工等多种具体的工艺方法。这些工艺方法的突出特点在于通过将高密度的外界能量(磁、振动、热、光)输入到加工区域，辅助或直接形成材料去除，从而达到许多传统加工难以达到的加工效果，如难加工材料的高效去除、脆性材料的塑性去除、黑色金属的金刚石刀具精密切削等。在这些加工方式中，磁场辅助加工是开展最早的一种能量场辅助加工方法，相对于其他能量场辅助加工，磁场辅助加工有成本低、操作简单、外加磁场容易移除、适用范围广等一系列优点。磁场对磨削过程可能的有利影响主要体现在以下几个方面：1、磁致冷却技术；可能通过连续的外界充磁(主动充磁)和磨削热消磁(被动消磁)，快速、有效地带走磨削区域的磨削热，降低磨削区产生的局部高温，可以使磨削区域的温度均匀化，降低磨削烧伤、磨削残余应力和磨具的损耗；2、磁致相变作用；导磁材料的微观组织在磁场所造成的体积力作用下可能发生相变或阻止相变的发生。3、磁场伸缩效应；导磁材料在外界磁场的作用下，尺寸发生变化，造成材料的强化。利用磁致伸缩效应，可以改善金属去除过程的回弹现象，控制工件材料的非期望流动，有可能达到提高金属去除率的效果。4、定向性的磁场使磨削液的毛细作用加强，提高磨削液向磨削区域的渗透能力。但如何利用磁能量场抵消或削弱高温和已加工表面变质等负面效应，进而实现磁场在磨削区域的高效、定向、连续施加成为需要解决的一个问题。

发明内容

本发明提供了磁场辅助平面磨削设备，其克服了背景技术中平面磨削设备所存在的不足。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：

磁场辅助平面磨削设备，包括：

数控平面磨床，包含床身、转动装设在床身的主轴、传动连接主轴的磨盘、能夹接工件的夹具、能移动连接在床身以做进给运动的工作台；

磁场辅助装置，包含电磁铁装置，该电磁铁装置包括两由漆包线绕制的呈空心圆筒形的线圈、两极头、极柱和一磁轭，该磁轭呈U形结构且具有一中间部和两分别固接在中间部两端的开口部，该两线圈分别装接在该两开口部相面对面上，该两极头分别装接在该两线圈上，该电磁铁装置还配设有直流电源控制系统，该直流电源控制系统电接电磁铁装置，以为线圈提供低压直流电，以使电磁铁装置的极头中心区域产生磁场；该电磁铁装置装设在工作台之上，以使电磁铁装置随工作台一起做往复进给运动，该夹具及夹接在夹具上的工件相对固定地位于两极头的中间位置，以使工件始终处于磁场区域内。

一实施例之中：该电磁铁装置的磁轭的中间部平行于工作台的宽度方向，该磁轭的长度不超过工作台的宽度。

一实施例之中：该极柱、极头都由电工纯铁材料制成，该磁轭由碳钢材料制成，该磁轭通过电磁吸盘固定于工作台上。

一实施例之中：该两极头的半径和线包匝数均相同。