針對磁力滾壓過程中載荷多變、接觸應(yīng)力不均的問題,對磁力滾壓機(jī)理進(jìn)行了理論分析,依據(jù)液性塑料的不可壓縮性、均勻傳壓的特點研發(fā)了一套新型刀具�；贏nsoft對系統(tǒng)磁路進(jìn)行了有限元仿真,確定了磁力滾壓刀具的磁力線分布與單磁極平均徑向磁力,結(jié)合ANSYS Workbench靜態(tài)場仿真,驗證了刀具結(jié)構(gòu)的合理性;利用Fluent對液性塑料在預(yù)應(yīng)力與載荷變化工況下進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析得出了液性塑料的引入能使各滾珠滾壓力在滾壓過程中保持均勻分布,當(dāng)工況變化時,在0.008 s的時間內(nèi)即可完成均勻傳壓;最后對新刀具的加工性能進(jìn)行了試驗驗證。研究結(jié)果表明:采用內(nèi)置液性塑料磁力滾壓刀具加工,可使不銹鋼管內(nèi)壁R_a由0.828降低到0.187,粗糙度值與周向殘余應(yīng)力分布趨于均勻;該結(jié)果對提高長不銹鋼管內(nèi)表面加工質(zhì)量有積極意義。

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【部分圖文】：

圖1 滾壓受力機(jī)理圖

滾壓受力機(jī)理圖如圖1所示。圖1中的滾壓加工中,滾壓力最終表現(xiàn)為滾壓過盈量[3]。磁力滾壓過盈量存在一個最適區(qū)間,過盈量過大則工件表面出現(xiàn)波紋,過盈量過小,加工效果不明顯。

圖2 滾壓刀具結(jié)構(gòu)示意圖

滾壓刀具結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。滾壓加工中,在磁場分布、工況變化等多因素的共同作用下,致使軸向排布的兩個滾珠在滾壓過程中受到不同的滾壓力。根據(jù)帕斯卡定律,加在密閉液體上的壓強(qiáng),能夠大小不變地傳遞到液體的各個方向。將液性塑料安置于滾珠下腔體,滾珠滾壓過程中受到不同的滾壓力,工件對滾珠....

圖3 滾壓磁力仿真圖

所獲得的滾壓磁力仿真圖如圖3所示。從圖3可以看出:(1)磁力線分布較為合理,漏磁較少;(2)仿真后刀具單磁極徑向壓力Fn始終保持在92.72N左右。

圖4 工件內(nèi)壁應(yīng)力分布圖

將刀具及工件模型導(dǎo)入Workbench進(jìn)行瞬態(tài)仿真,獲得的工件內(nèi)壁應(yīng)力分布圖如圖4所示。由圖4可知:工件內(nèi)表面局部應(yīng)力可達(dá)216MPa～278MPa,高于工件屈服應(yīng)力207MPa,故可知滾壓力合適,刀具結(jié)構(gòu)合理。

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