加工小型零件的磁力抛光机的设计

= F / I = 12780 / 2 = 6390（ 匝），导线直径 i 为：
i = 1. 13（ I / ）0. 5
（4）
从 而， i = 1. 13 >（ 2 / 2. 5 ）0. 5 = 1. 01mm， 取 i =
析 法、磁 场 分 割 法、 图 解 法、
1. 1mm。
经验公式法、磁 场 数 值 计 算法
对于圆截面线圈按下式计算电阻 R@：
R@ = 4p@ dp N > 10 - 2 / i2
（6）
式中：R@ 为温度在 9 时的电阻，"；dp 为线圈平均
·"!·
《 机床与液压》2005. NO. 2
直径，cm。d 为导线直径，mm； 为温度在 时铜 的比电阻，!·mm2 / m， = （ 1 + ），其 中 = 0. 016， = 1 / 234. 5C -1 ）。
复杂或者气隙较大时，采用磁场图法计算电磁感应器
根据实验，加工区的磁感应强度 B = 0. 5 ~ 1. 5T，
的磁路，该种方法在工程中得到应用。
取 B = 1. 0T，则线圈磁势（ 安匝数）：
!" 磁性研磨装置的原理 研磨装置［1］如图 1 所
示，它是根据一般的滚筒 研磨装置设计的，旋转的 工件 1 被 插 入 磁 性 磨 粉 （ 粒 径 0. 1mm） 2 中，磁 感应器 3 的 N - S 极是特 殊设计的。它建立的磁场 图 1 磁力抛光机原理图 方向，如图 1 所示的 H1 、 H2 、H3 。因此，该研磨装置可保证工件的全面研磨。 改变励磁线圈的电流可控制磁性磨料的研磨力。 #" 磁路及线圈的计算 2. 1 磁路的计算
为了 得 到 磁 力 线 集 中
的磁场，实际设计的 N 极
是在 铝 质 的 环 状 圆 盘 中，
放入 18 个 均 布 的 棒 状 磁
极。每 个 磁 极 的 尺 寸 是
b20mm > 100mm。
2. 2 线圈的计算
图 3 磁场图
按连 续 工 作 制，取 通
电电流 I = 2A，电流密度 = 2. 5A / mm2 ，线圈匝数 N
计算［ J］. 沈阳大学学报，2001（4）：61 ~ 62. 【5】贾向义，陈 敏等 . 磁场中的振动研磨［J］. 东北大
学学报（ 自然科学版）（ 增刊），2002，23（1）：65 ~ 67. 【6】贾向义，陈 敏等 . 磁感应器的设计与计算［J］. 基 础自动化（ 增刊），1999（3）：102 ~ 104. 【7】 贾向义，陈 敏等 . 在立式铣床上改装磁性研磨装置 . 机床与液压，2003（4）：316 ~ 317. 作者简介：冯 申（1956 ~ ），女，福建省福州市人， 沈阳大学机械工程学院副教授，1982 年毕业于原阜新矿业 学院机械系，主要从事工程图学，CAD 教学与科研工作，
两相邻等位线间的曲线矩形数为 I；任何两相邻磁力
线间的曲线矩形数为 m；垂直于图形平面的磁场长度
为 L，那么磁导 G：
G = . Lm / I
（1）
磁场长度 L 用下式计算：
l，e 两者须先确定一个，再计算另一个。取 e =
50mm，代入式（5） 计算得 l = 162mm。为了散热的
需要取 l = 250mm。
件是 30mm X 10mm 的碳钢工件，用电机使其旋转。 发表论文 30 余篇。
加工前的表面粗糙度为 Rmax = 0. 55"，研磨 8min，表
收稿时间：2003 - 12 - 03
一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一
（ 上接第 24 页）
度为 30C ，则 线 圈 温 度 为 107. 8C ，将 超 过 设 计 温
度。因此，在加工中必须考虑采取冷却措施，如用压
缩空气冷却等。
!" 结束语
在磁极形状比较复杂或者气隙很大时，用磁场图
法求解磁路，是一种比较方便的方法，可以在工程中
应用。
实际设计的线圈是铁心为 100mm X 150mm、在
业大学出版社，2000. 【2】木本康雄 . 放电加工的理论和技术［ M］. 东京：养
贤堂株式会社出版社，1972. 作者简介：白 羽，男，1959 年生，副教授，从事机 电一体化综合技术的研究。电话：0431 - 5967362，0431 5955521 转 6615，传 真：0431 - 5967362，E - maiI：baiyu
杂小型零件或棱角去毛刺及倒棱等研磨加工，当不能 形半径，R = 50mm。
使用滚筒时，大都采取手工作业；而用滚筒时，又有
由式（2） 计算得 L = 4. 47 > 10 -1 m，查磁场图的
研磨不到的地方。本文介绍的研磨复杂小型零件的磁 性研磨装置，可以解决这个问题。对于磁极形状比较
矩形格数 m = 8，I = 7，代入式（1） 计算磁导得： G = 1. 25 > 10 -6 > 4. 47 > 10 -1 > 8 / 7 = 6. 39 > 10 -7 H
其上缠绕直径 1mm 的镍铬马尔线 5000 匝。加工的工
志，1987（2）. 【2】王宝龄 . 电磁电器设计基础［M］. 国防工业出版社，
1989. 【3】陈 敏，铁维麟等 . 磁力研磨技术的研究［J］. 机械
工艺师，1996（2）：20 ~ 21. 【4】贾向义，陈 敏等 . 平面磁力研磨磁感应器的设计与
［ N（L e ）， NM（ e ）， 0（ e ）， …， 0（ ec ）， PM （ ec）， P（L ec）］
网络的每一个输出单元都对应着输出变量空间论 域中的一个量化值，由于伺服参考电流的改变量 #I 的论域分为 13 档，即 ｛- 6， - 5， - 4， - 3， - 2， - 1，0， + 1， + 2， + 3， + 4， + 5， + 6 ｝，则网络 输出节点个数 n = 13，且其输出信号格式为：
等几种［6、7］，在磁极形状比较复 图 2 磁路结构及
杂或 者 气 隙 很 大 时， 可 以 借 助
线圈尺寸
计算线圈截面尺寸，如图来自百度文库2 所示，l、e 按下式计
算：l·e = Ni（ i + A / m）/ K
（5）
式中：l—线圈的长度，mm；e—线圈的宽，mm；i—
于磁场图法求磁导。具体方法如下所述。
关于磁场形状、位置、通电电流大小、工件在磁 场中位置等参数对加工的影响，还有待进一步实验研 究。 参考文献
如果得出的电压在任何时候都不适合，可以改变 【1】进村武男等 . 磁力研磨法的研究［ J］. 精密工学会
线圈导线的直径，相应地改变线圈匝数 N 和供给的
电流 I，而线圈总磁势 F 和截面 le 保持不变［5，6］。
制系统，是当前颇受人们关注的研究方向之一。二者
应于输入变量 E（ t）、EC（ t） 的某一个模糊词集隶属 的优点是不完全依赖于被控对象的模型，模糊神经网
度，网络的输入信号格式如下，共包括 m = 10 个节 络的控制器通常由模糊算法和一个神经元网络组成。
点：
其中，模糊控制器采用模糊推理规则，以模仿加工过
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加工小型零件的磁力抛光机的设计
冯 申，吉晓丹，陈 敏
（ 沈阳大学机械工程学院，辽宁沈阳 110044）
摘要：介绍一种加工小型零件的磁力抛光机的结构及工作原理，用磁场图法计算电磁感应器的磁路，在磁极形状比较
复杂或者气隙较大时，该种方法在工程中用于计算磁路较为简捷。还计算了线圈的有关技术参数。
［ Y（ #US1 ）， Y（ #US2 ）， Y（ #US3 ）， …， Y （ #USn - 2 ）， （Y #USn - 1 ）， （Y #USn ）］
神经网络在使用之前，要进行初始化的学习及训 练。训练结束后，模糊控制的规则已经转化为网络的 权重，嵌入到神经网络当中了。
程中不确定性的决策行为，但要从经验中自动产生规 则，并修改其控制决策的自学习功能还不完善。神经 网络的引入使模糊控制过程的性能指标变好，为使模 糊神经控制系统在电火花加工过程中的深入研究和广 泛应用，提供了极大的可能性。 参考文献 【1】赵万生 . 电火花加工技术［ M］. 哈尔滨：哈尔滨工
导线直 径，mm；A = 0. 05mm，垫 纸 的 厚 度；m—两
首先绘制磁场图。绘制磁场图的原则［2］是：各磁 层之间的层数，一般 m = 1；K—系数，对于导线直径
力线必须和等位线处正交；两相邻磁力线和两相邻等 i > 0. 5mm 的圆线圈，K = 1. 0。
位线所限定的每个图形必须是一个曲线矩形。令任何
抛光机的磁路结构及线圈， 如图 2 所示。磁 导 体 或 铁 心呈 “ L” 形，磁 极 处 的 磁 场 划 分 如 图 3 所示。磁路计算可以用磁导 法。而求解磁导 的 方 法 又 有 解
F = BS / G
（3）
由给出的数据，计算磁极头面积得
SS = 20!cm2 ，SN = 26!cm2 取 SN = 26!cm2 作为计算依据，代入式（3） 得： F = 1. 0 > 26! > 10 -4 （/ 6. 39 > 10 -7 ）= 1. 278 > 104 A
关键词：磁力抛光；小型零件；感应器；线圈
中图分类号：To153. 5 文献标识码：B 文章编号：1001 - 3881（2005）2 - 055 - 2
磁 性 研 磨 广 泛 用 于 零 件 的 抛 光 与 研 磨［3，4］。目
L = 2!［（ r + 4R（/ 3!）］
（2）
前，介绍复杂小型零件的磁性研磨资料还不多见。复 式中：r 为 S 极半径，r = 50mm；R 为 1 / 4 圆磁场图
计算线圈温升 t ：t = U2 （/ R S S ）
（7）
式中：U—电 压，V；R —温 度 在 时 线 圈 的 电 阻，
!；S—线圈内外总表面积，cm2 ； S —散热系数。 对于 直 流 线 圈 取 系 数 S = 12. 04 X 10 -4 w / C
（ cm2 ），代入式（7） 计算得 t = 87. 8C ，如果环境温
面粗糙度降为 Rmax = 0. 15"，研磨量几乎与时间成正 比增加。励磁电流越大研磨量越大，表面粗糙度相应 地降低。
令线圈 工 作 温 度 为 105C ，则 = 0. 02339!· mm2 / m。将 Dp = 15cm，N = 6390，d = 1. 1mm 代 入 （6 ） 式， 得 R = 62. 3!， 通 电 电 压 UO = IR = 124. 5V。
#" 结论
@ MaiI. ccut. edu. cn。
模糊控制和神经网络相结合，构成了模糊神经控
收稿时间：2003 - 12 - 08