刀具交流磁化处理装置
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Abstract: STM32F4 is used as main controller for the cutter ac magnetization processing equipment with program-controlled variable frequency power supply to adjust the magnetization intensity, frequency and time. The magnetized cutter can be demagnetized with non-conductive materials to eliminate the reverse induction electric field effect• The processing parameters can be optimized without changing the actual processing conditions・ Key words: cutter； magnetization processing； program-controlled variable frequency power supply； magnetization processing coil.
第40卷第4期 2019年08月
长春工业大学学报 Journal of Changchun University of Technology
DOI：10.15923/22-1382/t.2019.4.09
Vol. 40 No.4 Aug. 2019
刀具交流磁化处理装置
母德强1,吕洪旭"，赵世或1,苍 鹏1,马松彪1,韩树涛2
362
长春工业大学学报
第40卷
高刀具耐用度，具有成本低、速度快等特点，并得 到研究工作者和企业工程师们的高度重视。
从国内外研究成果报道来看，美国在理论 和应用方面的研究领先，研究成果已在机械生产 加工中得到了应用。而国内的大部分成果处于试 验性研究阶段，或简单的现场试验研究，还没有能 适用于市场的产品，亟待开发，制约产品应用的一 些关键技术问题亟待解决。
文中主要研制一种可用于实际生产中的刀具
交流磁化处理装置。装置具有成本低、使用简单 的特点，在不改变实际加工条件情况下，对刀具进 行优化处理参数分析，最终确定最佳刀具处理参 数。
1刀具磁化处理装置设计
1.1刀具磁化处理装置系统总体设计 文中研制的刀具磁化处理装置系统结构如图
1所示。
图1刀具磁化处理装置电路系统结构框图
o引言
提高刀具耐用度一直是机械制造业重点研究 问题之一。刀具耐用度的提高，不但可以降低加 工成本，而且还能节省由于刀具的装卸、刃磨所需
的时间，从而提高生产效率理方式。它是利用磁场 对切削刀具进行短时(一般在2 mm左右)处理， 在不改变原有加工条件的情况下，可以显著地提
程控变频电源电路原理如图3所示。 由如图3可以看岀，程控变频电源电路包括 I〜W等七部分及电源控制系统部分组成，其中
从图1可以看出，刀具磁化处理装置主要包 括触摸屏、核心控制系统、程控变频电源、磁化处 理腔体。刀具磁化处理装置通过核心控制系统连 接的彩色触摸屏进行磁化处理参数设定 ；之后，核 心控制系统对设定参数进行分析计算，产生可编 程变频电源的参数信息；然后，核心控制系统通过
RS232通信接口控制可编程变频电源输出电压、 频率、磁化处理时间，以及去磁形式与时间；最后, 再确定处理参数,对磁化处理腔体进行处理。 1.2磁化处理腔体的设计
(1.长春工业大学机电工程学院，吉林长春130012； 2.中车长春轨道客车有限公司，吉林长春130012)
摘 要：采用STM32F4开发系统作为主控，结合程控变频电源，实现刀具磁化处理强度、频 率和处理时间连续可调。装置可实现磁化后立即对刀具去磁处理，处理腔室采用非导电材料 支架，消除反向感应电场对磁化处理的影响。可用在不改变实际加工条件情况下，对刀具进行 优化处理参数分析，最终确定最佳刀具处理参数。 关键词：刀具；磁化处理；程控变频电源；磁化处理线圈 中图分类号：TH 9; TH 69 文献标志码：A 文章编号：1674-1374(2019)04-0361-07
Cutter AC magnetization processing equipment
MU Deqiang1, LYU Hongxu1* , ZHAO Shiyu1 , CANG Peng1 , MA Songbiao1 , HAN Shutao2
(1.School of Mechatronic Engineering, Changchun University of Technology, Changchun 130012, China； 2.CRRC Changchun Railway Vehicles Co., Ltd., Changchun 130012, China)
磁化处理腔体采取圆柱腔体式，如图2所示。
线圈
支架
图2磁化处理腔体几何尺寸图
磁场强度主要由圈内半径Ki、线圈铜线直径 几、圈有效长度L、线圈总层数加层等因素决定。
参考目前的研究成果®⑷，文中所设计的磁 化处理腔磁感应强度应大于60 mTo同时，线圈 支架采用非导电材料制成，以消除金属支架产生 的反向感应电场对磁化处理的影响。 1.3程控变频电源的设计
收稿日期：2019-04-18 基金项目：长春市科技计划项目(17DY031) 作者简介：母德强(1961-),男，汉族，内蒙古赤峰人，长春工业大学教授，博士生导师，主要从事精密加工与检测、机械系统动力学
与优化设计方向研究，E-mail: mudeqiang® .关通讯作者：吕洪旭(1992 —),男，汉族，吉林长春人，长春工业大 学硕士研究生，主要从事精密加工与检测、机械系统动力学与优化设计方向研究，E-mail：2648816461@.
第40卷第4期 2019年08月
长春工业大学学报 Journal of Changchun University of Technology
DOI：10.15923/22-1382/t.2019.4.09
Vol. 40 No.4 Aug. 2019
刀具交流磁化处理装置
母德强1,吕洪旭"，赵世或1,苍 鹏1,马松彪1,韩树涛2
362
长春工业大学学报
第40卷
高刀具耐用度，具有成本低、速度快等特点，并得 到研究工作者和企业工程师们的高度重视。
从国内外研究成果报道来看，美国在理论 和应用方面的研究领先，研究成果已在机械生产 加工中得到了应用。而国内的大部分成果处于试 验性研究阶段，或简单的现场试验研究，还没有能 适用于市场的产品，亟待开发，制约产品应用的一 些关键技术问题亟待解决。
文中主要研制一种可用于实际生产中的刀具
交流磁化处理装置。装置具有成本低、使用简单 的特点，在不改变实际加工条件情况下，对刀具进 行优化处理参数分析，最终确定最佳刀具处理参 数。
1刀具磁化处理装置设计
1.1刀具磁化处理装置系统总体设计 文中研制的刀具磁化处理装置系统结构如图
1所示。
图1刀具磁化处理装置电路系统结构框图
o引言
提高刀具耐用度一直是机械制造业重点研究 问题之一。刀具耐用度的提高，不但可以降低加 工成本，而且还能节省由于刀具的装卸、刃磨所需
的时间，从而提高生产效率理方式。它是利用磁场 对切削刀具进行短时(一般在2 mm左右)处理， 在不改变原有加工条件的情况下，可以显著地提
程控变频电源电路原理如图3所示。 由如图3可以看岀，程控变频电源电路包括 I〜W等七部分及电源控制系统部分组成，其中
从图1可以看出，刀具磁化处理装置主要包 括触摸屏、核心控制系统、程控变频电源、磁化处 理腔体。刀具磁化处理装置通过核心控制系统连 接的彩色触摸屏进行磁化处理参数设定 ；之后，核 心控制系统对设定参数进行分析计算，产生可编 程变频电源的参数信息；然后，核心控制系统通过
RS232通信接口控制可编程变频电源输出电压、 频率、磁化处理时间，以及去磁形式与时间；最后, 再确定处理参数,对磁化处理腔体进行处理。 1.2磁化处理腔体的设计
(1.长春工业大学机电工程学院，吉林长春130012； 2.中车长春轨道客车有限公司，吉林长春130012)
摘 要：采用STM32F4开发系统作为主控，结合程控变频电源，实现刀具磁化处理强度、频 率和处理时间连续可调。装置可实现磁化后立即对刀具去磁处理，处理腔室采用非导电材料 支架，消除反向感应电场对磁化处理的影响。可用在不改变实际加工条件情况下，对刀具进行 优化处理参数分析，最终确定最佳刀具处理参数。 关键词：刀具；磁化处理；程控变频电源；磁化处理线圈 中图分类号：TH 9; TH 69 文献标志码：A 文章编号：1674-1374(2019)04-0361-07
Cutter AC magnetization processing equipment
MU Deqiang1, LYU Hongxu1* , ZHAO Shiyu1 , CANG Peng1 , MA Songbiao1 , HAN Shutao2
(1.School of Mechatronic Engineering, Changchun University of Technology, Changchun 130012, China； 2.CRRC Changchun Railway Vehicles Co., Ltd., Changchun 130012, China)
磁化处理腔体采取圆柱腔体式，如图2所示。
线圈
支架
图2磁化处理腔体几何尺寸图
磁场强度主要由圈内半径Ki、线圈铜线直径 几、圈有效长度L、线圈总层数加层等因素决定。
参考目前的研究成果®⑷，文中所设计的磁 化处理腔磁感应强度应大于60 mTo同时，线圈 支架采用非导电材料制成，以消除金属支架产生 的反向感应电场对磁化处理的影响。 1.3程控变频电源的设计
收稿日期：2019-04-18 基金项目：长春市科技计划项目(17DY031) 作者简介：母德强(1961-),男，汉族，内蒙古赤峰人，长春工业大学教授，博士生导师，主要从事精密加工与检测、机械系统动力学
与优化设计方向研究，E-mail: mudeqiang® .关通讯作者：吕洪旭(1992 —),男，汉族，吉林长春人，长春工业大 学硕士研究生，主要从事精密加工与检测、机械系统动力学与优化设计方向研究，E-mail：2648816461@.