集群磁流變效應研磨盤的結構優(yōu)化及研拋加工實驗研究.pdf

1、基于磁流變效應研拋加工原理，本研究提出將若干磁性體按適當?shù)年嚵蟹绞脚挪荚谘心ケP基體內形成集群磁流變效應研磨刷構成研磨盤，對脆硬材料研磨拋光加工的方法。將混入磨料的磁流變液作為研拋工作液，在單個磁性體端面局部形成磁流變效應研磨刷，而多個磁性體的集群作用使研磨盤面形成由研磨刷集群構成的具有一定厚度及彈性的粘彈性介質層，能有效地俘獲和約束磨料微粒，控制磨料的運動軌跡和滯留時間，使研磨盤與加工界面間磨料分布均勻和穩(wěn)定化，可以實現(xiàn)對脆硬材料高效率

2、研磨和高精度超光滑拋光加工。 本文首先仿真優(yōu)化了集群磁流變效應研磨盤的磁極方向、磁極端面形狀、磁極間距等參數(shù)以及分析研究了研磨盤盤面磁場的分布情況，并進行了相關的實驗研究。通過對不同磁極陣列方式的研磨軌跡進行仿真優(yōu)化，結合現(xiàn)有研磨盤結構特點設計了新型的集群磁流變效應研磨盤。在此基礎上，實驗研究了集群磁流變研拋工作液的組分（磨料種類、粒度、濃度等）以及加工過程參數(shù)（磁場強度、研磨壓力、研磨速度、加工時間和研磨液流量等）對集群磁流變

3、效應研磨盤加工效果的影響。 實驗結果表明：集群磁流變效應研磨盤研拋加工的合適磨料濃度范圍在5%～8%，磨料濃度低于傳統(tǒng)游離磨料加工的濃度；硬度較低的磨料可以得到較高的表面質量，采用硬度較高的磨料時材料去除率較高；磁性顆粒和磨料的粒度相近時可以得到較好的表面質量和較大的材料去除；當鐵粉與磨料體積比為3：4時可以得到較好的研磨效果；工件的材料去除量隨著磁感應強度的增大快速增加，當磁感應強度高于60Gs后增長緩慢，粗糙度則是先出現(xiàn)快速

4、的降低，隨后有緩慢升高趨勢；隨著研磨轉速的提高，工件的材料去除量隨之增大，而粗糙度則隨之降低；去除量隨著研拋壓力的增大近似線性增長，在8595Pa研拋壓力時的粗糙度最?。蛔罴蜒心ゼ庸r間為6min；下磨盤為鑄鐵盤時在較低的磁場強度下，粗糙度和去除量都比鋁盤好。在以上對工藝參數(shù)優(yōu)化的基礎上，得到了集群磁流變效應研磨刷研磨加工比傳統(tǒng)游離磨料去除量提高37．8%，粗糙度僅升高7．7%的加工效果。 為了進一步提高研拋加工精度，設計了增加