基于電控永磁技術的磁場形成部件設計與仿真.pdf

1、磁性磨粒光整加工是提高表面質(zhì)量的一種新工藝，通過磨粒在磁力作用下對工件表面產(chǎn)生壓力，與工件相對運動形成摩擦實現(xiàn)光整加工技術。此技術具有柔性好、自銳性強、自適應性靈敏，加工表面質(zhì)量高等優(yōu)點，在制藥業(yè)、航空航天業(yè)、精密儀器與精密量具等行業(yè)有廣闊的應用前景。
　　 磁場形成部件是磁性磨粒光整加工設備的核心部件，用于在加工區(qū)域中產(chǎn)生特定大小的磁感應強度，磁化磁性磨粒而形成作用力。加工區(qū)域的磁感應強度大小直接影響到工件的加工效果與加工效率

2、，而磁感應強度的大小取決于磁場形成部件的磁力來源與磁路設計。本文基于電磁源與永磁源分析，及電控永磁起重機與電控永磁夾具原理設計了電控永磁磁場形成部件。磁路設計在電子音響、揚聲器行業(yè)發(fā)展較為成熟，借鑒這方面知識設計了電控永磁磁場磁路，并理論分析計算了空氣隙的磁感應強度，通過ANSYS仿真分析對設計結果進行了驗證。完成的主要任務:
　　 1.磁路的理論設計。磁路的計算方法有等效電路法、磁導法、有限元法等，設計方法有磁導法，計算機軟件

3、(如FINEMOTOR、FEMM，OPERA、SPEAD、VSTX)設計法等。但設計的理論依據(jù)均離不開電磁學基本理論、麥克斯韋方程組與磁路第一、第二定律。通過理論計算，設計了適合小型軸類零件的電控永磁磁場形成部件，其加工軸徑范圍為20～100mm。
　　 2.現(xiàn)有磁場形成實驗設備的對比。現(xiàn)有電磁源與永磁源磁場形成部件，電磁源可以產(chǎn)生較大的磁感應強度，而且磁感應強度大小可通過電流大小控制，但其需要繞組線圈，長時間加工會產(chǎn)生渦流熱，

4、使形成部件及工件溫度升高，不僅不適合長時間加工，也會影響加工效果，難以在生產(chǎn)中批量應用。永磁源結構簡單、裝置輕便，節(jié)能，但退磁麻煩，調(diào)節(jié)也不方便。
　　 3.電控永磁磁場形成部件的設計。參考電控永磁的思想將電磁源與永磁源結合起來設計了電控永磁磁場形成部件，加工時斷電，使用永磁源，節(jié)約電能;加工結束通電（通電時間較短），方便斷磁;斷磁結束后即可斷電。此裝置滿足加工磁感應強度要求，解決了電磁源浪費能源，永磁源斷磁困難的難題。

5、　　 4.ANSYS仿真計算。用有限元驗證了所設計磁路的可靠性。有限元法符合物理規(guī)律，求法正確，精確度高，是當代設計者常常用到的軟件。
　　 5.方案對比試驗。設計了另外幾種電控永磁磁路與原方案進行結構對比優(yōu)化，分析了各種方案的優(yōu)缺點及其適合的加工場合。
　　 本文設計的電控永磁磁場形成部件，可用于加工機理方面的探討研究，設計成熟時可為磁性磨粒光整加工這座大廈添磚加瓦，為社會帶來很大的經(jīng)濟效益。但本文在磁路設計方面理論