倒置式磁流變拋光裝置研究.pdf

1、磁流變拋光(Magnetorheological Finishing,簡(jiǎn)稱MRF)是上世紀(jì)90年代初逐漸發(fā)展起來(lái)的的一種先進(jìn)光學(xué)加工技術(shù)，它將電磁學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)理論、分析化學(xué)與光學(xué)加工理論相結(jié)合，提供了一種可以準(zhǔn)確控制去除量的確定性拋光策略，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制，可以精確的控制拋光后的光學(xué)零件面形，同時(shí)保證低粗糙度的表面加工質(zhì)量、微小的工件亞表面損傷和高的加工效率。但是，目前國(guó)內(nèi)各相關(guān)機(jī)構(gòu)所研制的磁流變拋光系統(tǒng)大多是一種相對(duì)傳統(tǒng)的磁流變拋光技

2、術(shù)，即將工件置于拋光輪上方，利用拋光輪與工件之間磁流變液的相變效應(yīng)進(jìn)行磁流變超精密拋光。這種拋光裝置對(duì)小型工件的加工具有一定的優(yōu)勢(shì)，但是對(duì)于大型工件，卻由于它們體積龐大，質(zhì)量大，難于裝夾等原因不利于進(jìn)行工件在上方的磁流變拋光。本研究將傳統(tǒng)磁流變拋光裝置倒置，即將工件置于磁流變拋光輪下方進(jìn)行加工，以便對(duì)大尺寸工件進(jìn)行磁流變拋光。
　　本文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究工作：
　　首先，根據(jù)電磁場(chǎng)基本理論和倒置式磁流變拋光加工要求

3、，利用MATLAB軟件對(duì)磁場(chǎng)發(fā)生裝置——電磁鐵進(jìn)行初步設(shè)計(jì)與仿真，計(jì)算出電磁鐵各部分尺寸，線圈匝數(shù)，電流大小等主要參數(shù)數(shù)據(jù)值。
　　其次，針對(duì)MATLAB所計(jì)算的數(shù)據(jù)及其所設(shè)計(jì)的電磁鐵模型，利用ANSYS對(duì)該電磁鐵模型進(jìn)行二維與三維的APDL電磁場(chǎng)仿真，并利用正交設(shè)計(jì)等方法對(duì)該電磁鐵模型，尤其是磁極模型的各主要參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
　　最后，根據(jù)所設(shè)計(jì)的電磁鐵，研制出倒置式磁流變拋光裝置，即拋光輪及相關(guān)附屬機(jī)構(gòu)，并研究了磁流變液傳