磁流变抛光的关键技术研究

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1、国防科学技术人学研究生院学位论文摘要磁流变抛光技术(MRF)是近十年新兴的～种先进光学制造技术，它将电磁学、流体动力学理论、分析化学与光学零件加工理论相结合．提供了一种可以准确控制去除量的确定性抛光策略，通过计算机控制，可以精确的控制抛光后的光学零件面形．同时保证低粗糙度的表面加工质量、微小的工件亚表面损伤和高的／jnT-效率。磁流变抛光技术克服了传统的光学零件加工方法效率低下、加工质量难以控制等缺点。开展这项技术的研究对于推动我国光学加工技术的发展具有重要的意义。本文立足于磁流变抛光技术的基础性研究，主要工作包括以下几个部分：1．根据磁流变液的性能评价指标和光学零件的磁流变抛光

2、具体要求，对磁流变抛光液的各组成成分进行了选择，确定了其各自最佳成分类型，成功的配制出合格的水基磁流变抛光液。2．对所配磁流变抛光液的稳定性和流变性进行了研究。分析了影响稳定性的因素并对稳定性进行了实验研究；自行研制了一台新型磁流变仪对磁流变抛光液的流变性能进行了测试。结果表明我们所配置的磁流变抛光液的稳定性和流变性完全能够符合磁流变抛光的要求。3．根据Bingham介质的流体动力学润滑模型，利用超松弛迭代数值算法，建立了磁流变抛光的材料去除的数学模型，其理论模型与试验结果吻合良好。4．进行了以抛光去除效率和表面粗糙度为考核指标的工艺实验，得到表面粗糙度为rms0．66nm的玻璃

3、工件。应用正交实验法分析了磁流变抛光中主要工艺参数(磁场强度、抛光粉浓度、抛光盘的转速、抛光盘与工件间的间隙)对抛光去除效率和表面粗糙度的影响规律。总结出工艺参数优化选择原则。关键词；磁流变抛光稳定性表面粗糙度参数优化第1页国防科学技术人学研究生院学位论文ABSTRACTMagnetorheologicalFinishing(MRF)isanadvancedopticalmanufacturingtechnology，whichhasevolvedoverthepastdecade．Itutilizesmicro—sizedmagneticparticle，nonmagnetic

4、polishingabrasives，carrierfluidandhydrodynamicflowinamagneticfieldtoremovematerialfromapartsurface．Itisakindofdeterministicprocess．Baseofit，Asphericalpartscallbesurfacedbycomputercontrolledwithhighformaccuracyandthelowsurfaceroughnessandthehighefficiency．Itconquerthedefectionssuchaslow·effici

5、encyandlow-gradesurfacequalityofthetraditionalmethod，SOitissignificanttodevelopthistechnology．Themainaspectofthethesisisasfollowing：1．BasedofanalyzingthepropertyofMRfluidandtheinfluenceoftheconstituenttothepolishedopticalsurface，thecomponentsoftheMRfluidaredetermined．The‘‘standard”MRfluidcons

6、istsof30v01％carbonylironasthemagneticcomponent，60v01％waterasthecarrierfluid．6vol％ceriumoxideastheabrasiveand4v01％fluidstabilizers．2．StabilityoftheMRfluidistestedandanewtypeofmagnetorheometerisdevelopedtomeasuretheyieldstressofanMRfluidinthesamefieldorientationusedinpolishing．ItisshownthattheM

7、Rfluidthatissuitableforfinishingofopticalparts．3．DeducedfromthehydrodynamiclubricationtheoryoftheBinghamplasticflow,thematerialremovalmodelofMRFisestablished．Thereliabilityofthemodelisverifiedbytheexperiment．4．Theeffectonmagnetorbeologicalfin