Классификация видов мао

По назначению магнитного поля
Шифр группы	Функции магнитного поля
I	Формирование АИ из порошка, создание сил резания
II	Формирование АИ из порошка, придание ему рабочих движений, создание сил резания
III	Сообщение движений несформированной порции порошка относительно заготовки
IV	Сообщение рабочих движений заготовке или АИ, создание сил резания
V	Интенсификация или улучшение качественных характеристик видов абразивной обработки
По форме обрабатываемых поверхностей
Шифр подгруппы	Форма обрабатываемой поверхности
А	Наружные поверхности тел вращения
Б	Внутренние поверхности тел вращения
В	Плоские поверхности
Г	Линейчатые и трехмерные фасонные поверхности
По типу используемого МИ и характеру магнитного поля
Шифр подгруппы	Характер магнитного поля	Тип МИ
1	Постоянное	ЭМИ, питаемый постоянным током
2	Переменное	ЭМИ, питаемый переменным или пульсирующим током
3	Бегущее или вращающееся	ЭМИ, питаемый трехфазным переменным или пульсирующим током
4	Постоянное	ИПМ

При МАО по схемам I-III групп удаление припуска осуществляется абразивным резанием, снятием образующихся химических пленок и сопровождается пластическим выглаживанием обрабатываемой поверхности. Абразивному резанию и пластическому выглаживанию способствуют ПАВ, содержащиеся в СОЖ, действие которых в условиях МАО проявляется сильнее, чем при абразивной обработке.

Каждое контактирующее с заготовкой зерно порошка прижато к обрабатываемой поверхности силой, являющейся результатом воздействия на это зерно магнитных, инерционных, центробежных сил и окружающих зерен порошка.

Глубина резания (внедрения режущей вершины зерна) определяется условием равновесия силы резания и силы сопротивления материала заготовки. Изменения этого равновесия автоматически приводят к изменению глубины резания и восстановлению равновесия на новом уровне действующих сил.

На характеристики прочности поверхностного слоя заготовки оказывают влияние следующие факторы:

- образование на поверхности химических пленок;

- предразрушающее действие ПАВ;

- магнито- и электропластический эффекты, увеличивающие производительность МАО.

Чрезмерное врезание зерна, случайное появление на пути зерна твердых включений и другие факторы приводят к нарушению условия равновесия. При этом резание данной вершиной зерна прекращается и в работу вступает другая вершина.

Таким образом происходит самозатачиваемость инструмента (работающей порции порошка). Самозатачиваемость активизируется осцилляцией заготовки или полюсов МИ, а также пульсирующим магнитным полем.

Эффективность применения МАО как отделочной операции оценивается параметром шероховатости, физико-механическими и точностными характеристиками обработанной поверхности.

Рабочими средами при МАО являются порошки, зерна которых одновременно обладают ферромагнитными и абразивными свойствами. Зерна порошков могут быть выполнены из монолитного материала, либо состоять из соединенных между собой ферромагнитного и абразивного компонентов. Режущая и полирующая способность порошков зависят от рада характеристик.

Порция порошка, участвующая в обработке, подлежит периодической замене в связи с постепенным снижением ее режущей способности. Стойкость порции порошка – это время ее работы между двумя последовательными заменами.

Смазочно-охлаждающи жидкости (СОЖ). Отличительными функциями СОЖ при МАО являются:

- интенсификация съема металла заготовки с помощью химически активных и поверхностно-активных добавок;

- влияние на подвижность зерен порошка в рабочем зазоре и его способность к самозатачиваемости;

- влияние на структурную приспосабливаемость поверхностного слоя обрабатываемого материала к абразивному воздействию;

- предотвращение адгезии продуктов разрушения при МАО на обрабатываемой поверхности.

Влияние СОЖ на съем металла показано на рисунке 9.2. Химически активные и поверхностно-активные СОЖ интенсифицируют обработку. Вязкие СОЖ, препятствуя самозатачиваемости порошка, снижают производительность обработки и способствуют ее затуханию.

Технические устройства для осуществления МАО отличаются между собой кинематикой и конструкцией магнитного индуктора, характером магнитного поля и технологическими возможностями.

Для осуществления МАО применяют специализированные магнитно-абразивные станки и модифицированные металлорежущие универсальные и специализированные станки. Обычный металлорежущий станок иногда достаточно оснастить съемным магнитным индуктором. На рисунке 9.3 приведен модернизированный для МАО станок модели 1А616. На модернизированном станке сняты механизмы подач и поперечный суппорт. Длина обрабатываемой поверхности ограничена и равна длине полюсных наконечников ЭМИ. Для главного движения n используют привод станка; n_ос осуществляют от дополнительного электродвигателя. Предусмотрено автоматическое выключение станка по истечении основного времени операции. Размеры обрабатываемых поверхностей: d = 15÷50 мм, l < 80 мм. Переналадка ЭМИ для обработки заготовок с разными размерами производится перемещением полюсов и заменой полюсных наконечников.

Рисунок 9.2. Начальная производительность при МАО стали ШХ15 (60-62 НRС_Э) с разными СОЖ:

1 - на воздухе; 2 - водопроводная вода; 3 - 0,5 %-ный

раствор NаСl в воде; 4 - 10 %-ный раствор эмульсола Э2 в воде; 5 - водный раствор 10% Э2 и 1 % олеиновой кислоты;

6 - минеральное масло

Основная зависимость процесса МАО имеет следующий вид:

, (9.1)

где q – удельный съем металла, мг/см² мин;

q₁ – удельный съем металла за 1-ю минуту, мг/см²;

 - время, мин;

m – показатель степени, характеризующий затухание процесса.

Рисунок 9.3. Модернизация токарного станка для МАО

цилиндрических поверхностей:

1 - базовый станок; 2 - пульт управления ЭМИ, осцилляцией и приводом задней бабки; 3 - осциллирующий шпиндель;

4 - опора шпинделя; 5 - ЭМИ; 6 - подпружиненный задний центр; 7 - пневмопривод пиноли задней бабки; 8 - эксцентрик привода осцилляции

Графическая интерпретация основной зависимости представлена на рисунке 9.4.

Рисунок 9.4. Зависимость производительности обработки от времени

Как видно из графика, с течением времени производительность процесса уменьшается – процесс затухает. Для определения значения показателя степени m пользуются номограммой (рис. 9.5).

Рисунок 9.5. Номограмма определения параметров МАО

В состав МИ кроме источника поля – намагничивающей катушки или постоянных магнитов – входят следующие элементы:

- магнитопроводы, обеспечивающие прохождение и замыкание магнитного потока по кратчайшему пути с наименьшим магнитным оставлением;

- механизмы для изменения размеров рабочей зоны или рабочего зазора;

- механизмы или электромагнитные средства для сообщения полюсам МИ рабочих движений;

- механизмы для регулирования напряженности магнитного поля (для индукторов на постоянных магнитах).

Классификация МИ по виду источников магнитного поля и возможности их регулирования представлена на рисунке 9.6.

Рисунок 9.6. Классификация магнитных индукторов

Электромагнитные индукторы (ЭМИ) регулируются по напряженности создаваемого поля путем изменения тока, питающего намагничивающие катушки; то же относится и к комбинированным МИ. Индукторы на постоянных магнитах (ИПМ) в зависимости от конструкции могут быть регулируемыми и нерегулируемыми.

В специализированных магнитно-абразивных станках МИ –один из рабочих узлов станка; в универсальных металлорежущих станках он является сменной технологической оснасткой.

Индукторы на постоянных магнитах. В качестве источника магнитного поля здесь используют магнитотвердые материалы: ферриты бариевые, интерметаллические соединения марганца и редкоземельных металлов.