基于双磁场磁性复合流体的抛光性能

摘要：

目的 针对微结构抛光过程中形貌精度损伤的问题,开发一种环状MCF(Magnetic Compound Fluid,MCF)抛光工具,探究在双磁场作用下MCF工具的抛光性能.方法 采用工业相机观察不同条件下MCF抛光工具的成形特征,通过定量分析MCF抛光工具的成形参数,构建最优MCF抛光工具特征参数;通过分析双磁场作用下工件表面的磁场强度,建立磁场矢量模型,探究磁场分布与MCF宏观形貌的内在联系;观察磁簇微观形貌,分析MCF抛光工具的内部特征;试验研究MCF组分、磁铁转速nm、载液板转速nc和加工间隙Δ对工件表面粗糙度Ra的影响规律,探究最优的抛光参数.结果 当磁铁偏心距r=2 mm,MCF供应量V=1.5 mL时,MCF抛光工具的成形特征相对最优,得到了MCF抛光工具的参数,a=28.70 mm,b=26.90 mm,c1=1.58 mm,c2=1.30 mm,d0=48.60 mm,h=7.20 mm,di=26.50 mm;磁簇分布方向与磁场矢量方向一致,铁粉沿着磁力线方向分布,磨粒分布在铁粉外部,α–纤维穿插于磁簇内部或磁簇与磁簇之间;通过抛光试验获得了较低表面粗糙度的最佳工艺参数,最佳MCF组分配比(均以质量分数计)为羰基铁粉40％、磨粒12％、α–纤维3％、水基磁流体45％,最佳载液板转速nc=300 r/min,最佳磁铁转速nm=400 r/min,最佳加工间隙Δ=1 mm.结论 在抛光20 min后,工件的表面粗糙度由0.578μm降至0.009μm,下降率约为98.44％,证明在双磁场作用下环状MCF抛光工具具有稳定且高效的抛光能力.

关键词：磁性复合流体、双磁场、抛光性能、表面粗糙度、磁场分布、成形特征

所属期刊栏目：51

分类号：TG580(金属切削加工及机床)

资助基金：甘肃省科技计划;兰州理工大学红柳优青项目;浙江省自然科学基金项目

在线出版日期：2022-12-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：360-372