全自动轴承套圈电磁脉冲去应力装置研制

摘要

薄壁类零件在机械加工过程中的最难的问题是如何控制零件尺寸精度以及尺寸稳定性。影响零件尺寸精度以及稳定性的主要原因是内应力的不均匀分布和大小不一样。工业上热处理的方法消除零件残余应力，零件比较容易产生表面氧化和内部组织变形，此方法常常伴随着能耗高、环境污染的问题；而另外一种方法就是振动时效处理消除残余应力的方法，这种方法容易使零件产生额外的疲劳损伤，并且在零件装夹以及操作方面都比较繁琐。本课题旨在研究一种新的消除铁磁性零件残余应力的方法，即通过电磁脉冲技术消除残余应力的一种装置。
　　经过特殊方法绕制的铜线圈作为电磁脉冲发生器，构建一个交变脉冲线圈磁场。在线圈中接通220 V中频交流电源，此时线圈中间会产生交变的电磁脉冲磁场。在动态交变脉冲磁场的作用下轴承套圈的外径尺寸和残余应力都发生一定程度的变化。这一变化为有力的证明了本课题研究的可行性。
　　本文设计了全自动轴承套圈电磁脉冲去应力装置的总体方案，利用三维画图软件AutoCAD、SolidWorks等绘制了各个零部件的三维零件图、工程图以及三维装配图，成功的制造组装了零部件，至此全自动轴承套圈电磁脉冲去应力装置基本完成，接下来是在工业环境下调试并繁复的试验该装置。
　　该装置以三菱FX1S-30MT-001型号的PLC作为控制系统的控制单元，本文设计了该装置的电气控制系统和HMI人机界面，可以对全自动轴承套圈电磁脉冲去应力装置的生产过程自动控制并人机交互调节。
　　分析试验数据可以看出，本课题研制的全自动轴承套圈电磁脉冲去应力装置能够有效的使零部件残余应力发生松弛，实现自动化消除残余应力。

目录

第1章 引 言

1.1 国内外残余应力消除技术和测量方法的研究概况

1.2 课题研究的思路、主要内容和关键问题

第2章 全自动轴承套圈电磁脉冲去应力装置总体方案设计

2.1 电磁脉冲去应力微观机理分析

2.2 上代机的工作原理

2.3 全自动轴承套圈电磁脉冲去应力装置组成部分

2.4 全自动轴承套圈电磁脉冲去应力装置工作原理

2.5 全自动轴承套圈电磁脉冲去应力装置主要功能

第3章 电磁脉冲发射装置及推进机构设计

3.1 电磁脉冲发射装置的工作原理

3.2 电磁脉冲发射装置线圈设计

3.3 电磁脉冲发射装置线圈绕制

3.4 推进机构推进过程介绍

3.5 轴向磁场通道设计

3.6 径向磁场通道设计

3.7 气动系统设计

3.8 实验验证推进机构推力

第4章 电气控制系统设计

4.1 电气控制系统总体方案

4.2 PLC控制系统设计

4.3. HMI的应用简介

4.4 HMI的组态编辑

4.5 HMI的动画界面设计

第5章 全自动轴承套圈电磁脉冲去应力装置调试

5.1 调试的目的

5.2 试验验证磁处理效果

5.3 磁处理试验步骤

5.4 试验数据测定

5.5 试验结果分析

5.6 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

附录A：在校期间发表的学术论文与研究成果

附录B：控制系统梯形图

附录C：控制系统指令表

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