航空发动机中的微小燃油喷嘴在机加工后棱边产生毛刺和飞边等表面缺陷,尤其是一些窄小的棱边和沟槽,用传统加工方法很难去除或去除效率低下。利用旋转电磁场磁力研磨工艺,辅以磁针与磁性磨粒的混合磨料。均匀且强大的旋转电磁场及磁力线可以穿透物体,带动磁针旋转,同时被磁场磁化的磁针两端吸附磁性磨粒,形成以磁针为载体的磁力研磨刷,大量磁力研磨刷与喷嘴产生相对运动而形成随机频繁的相互撞击、滑擦,达到抛光喷嘴表面和去毛刺的目的。通过3D超景深电镜观察了研磨前后喷嘴表面微观形貌。试验结果表明利用混合磨料能够有效地去除喷嘴微小表面区域和沟槽的毛刺、飞边等缺陷,使表面形貌得到改善。

管道、管件或器材连接处所使用的法兰盘在加工时因其内表面会产生微裂纹、褶皱等缺陷,导致使用寿命下降。用传统的抛光工艺难以实现对法兰盘管内表面的光整加工,使用磁力研磨加工工艺却可以很好地解决这一难题。通过对XK7136C数控铣床的主轴进行改造而成的研磨试验平台,其磁极主轴在给定数控程序的走刀路径下,带动侧面开槽的磁极进行转动,从而实现磁性磨粒对法兰盘管内表面光整加工的目的。对磁研磨法加工法兰盘管内表面的原理及磁性磨粒的受力情况进行了的分析,试验结果表明:法兰盘零件弯管内表面经过研磨后,原有的表面质量明显改善,表面粗糙度的值由3.46μm降低到1.18μm,验证了磁力研磨对法兰盘管内表面的光整加工效果良好。

使用自制的环形磁刷工具配合多轴运动电解复合磁力研磨机,对SUS304不锈钢套内圆表面进行磁力研磨加工试验,探讨氧化铝磨粒粒径、加工时间、加工负荷以及加工电流对表面粗糙度的影响。结果表明:在纯磨粒磁力研磨试验中,当磨粒粒径为3μm、加工负荷为2 N及振动频率为4 Hz时,研磨加工10 min后,Rmax=0.198μm、Ra=0.045μm,而在纯电解磁力研磨试验中,在负荷2 N与加工电流200 mA的加工条件下,研磨10 min后,Rmax=0.292μm、Ra=0.069μm,较纯磨粒磁力研磨效果稍差;在电解复合磨

对磁力研磨Q345外圆面的磁极设置形式和工艺参数进行研究。采用控制变量法研究四种磁极设置形式（N、NS180、N-S90和N-S-N）对磁力研磨后工件表面质量的影响;应用正交实验方法进行四因素（加工间隙、工件转速、磨料比重和磨料粒度）三水平的正交实验组设计;分析对比不同实验条件下得到工件表面粗糙度改善率（%ΔSa）和表面形貌,确定较优的磁极设置形式和主要工艺参数组合。从实验结果中得出：磁力研磨外圆面的较优磁极设置形式为N-S-N型;优化的工艺参数组合为：加工间隙1mm、工件转速830r/min、SiC占磁性磨料总比重40%和SiC磨料粒度240#;磁力研磨加工后的工件表面尖峰与凹谷的最大高度差Sz从10.944μm降至3.441μm,有明显降低。

通过ANSOFT软件仿真和实验的方法,研究在磁极头表面加工出矩形槽、60毅V型槽、圆环槽和分布圆孔4种不同槽型时对磁力研磨后工件表面粗糙度的影响。采用ANSOFT软件仿真磁极头表面加工出不同槽型时,工件表面的感应磁场强度分布。仿真结果表明在磁极头表面加工出矩形槽时,工件表面感应磁场周向梯度最明显。实验结果表明,在磁极头表面加工出矩形槽时,工件表面粗糙度改善率最高为32.95%。对比不开槽和加工出矩形槽两种磁极头形式下的磁力研磨加工结果,得出采用矩形槽开槽形式时,磁力研磨的加工效率有所提升。

针对传统磁力研磨对长径较大的TC4薄壁细长管内表面进行精密抛光时,研磨效率低、材料去除量小且加工后表面质量差的问题,提出了一种超声振动辅助磁力研磨技术。采用超声振动发生装置辅助磁力研磨,通过对辅助磁极添加轴向振动,实现对TC4薄壁细长管内表面的高效精密抛光。对比添加超声振动前后工件的表面质量以及研磨效率的变化,分析了不同振动频率对工件的表面粗糙度值以及材料去除量的影响。结果表明：经过40min的研磨加工,添加了超声振动后工件的表面质量得到明显改善,表面粗糙度值由Ra1.4μm降至Ra0.25μm,材料去除量可达到50mg,高频率的振动有利于提高研磨效率以及改善工件表面的加工质量。

针对传统磁力研磨对小直径钛合金管内表面进行精密抛光时,研磨效率低、加工后表面质量不理想的问题,提出将多个球形磁极作为辅助抛光工具放置在管件内部,配合多种运动,完成对小直径钛合金管内表面的高效精密抛光。对比了添加不同辅助抛光工具后工件的表面粗糙度值和材料去除量的变化,分析了工件转速对研磨效果的影响。对Φ4×150mm的TC4钛合金管进行精密抛光实验,实验结果表明工件转速为20000r/min时的研磨效果最好,使用球形磁极研磨40min后,工件表面粗糙度值稳定至Ra 0.2μm,材料去除量可达55mg,原始缺陷被去除;使用球形磁极作为辅助抛光工具时,研磨效率显著提升,且能够获得理想的表面质量;当工件转速不超过临界值时,工件的转速越高,研磨效果越好。

采用电解-磁力复合研磨对Ti6Al4V钛合金板表面进行加工,研究了电解液温度和磁性研磨粒子粒径对表面加工质量和加工效率的影响。结果表明当在电解液温度30℃下,采用粒径为185μm的磁性研磨粒子对Ti6Al4V表面进行研磨25 min时,表面粗糙度Ra从原始的1.13μm降至研磨后的0.12μm,表面的残余应力从应力+187 MPa变为应力-57 MPa,试件表面的磨削纹理、凹坑、微裂纹缺陷被有效去除,且有利于零件表面疲劳寿命的改善。

为了改善钛合金零部件的表面质量,降低其表面粗糙度,基于电解-磁力研磨复合加工工艺,选用烧结法制备的Al_2O_3系球形磁性磨料,对钛合金样件进行表面光整加工。采用响应面法获得了工件表面粗糙度关于电解电压、主轴转速及进给速度的2阶响应曲面函数及显著影响工件表面粗糙度的关键因素。实验结果表明,优化的电解-磁力研磨参数如下：主轴转速1000 r/min,电解电压15 V,进给速度2.5 mm/s。在优化的工艺参数下对钛合金样件电解-磁力研磨10 min,样件的表面粗糙度由原始的1.7μm下降到0.13μm,表面微裂纹和微观形貌得到明显改善,提高了零件的寿命。

针对普通磁力研磨法去除微细孔相贯线处毛刺效率低且研磨质量不均匀的问题，提出了一种振动辅助磁力研磨技术。采用振动电机产生振动辅助磁力研磨，通过改变工件及磁针的运动轨迹，实现对微细孔相贯线处毛刺的去除。对比了添加振动前后表面加工质量和材料去除量的变化，并利用单因素试验分析了振动辅助磁力研磨加工过程中振幅对表面加工质量和材料去除量的影响。试验结果表明：振动辅助磁力研磨技术实现了对微细孔相贯线处毛刺的去除；相比普通磁力研磨，振动式永磁研磨机的研磨效果更好，研磨效率更高，且当振幅为4mm左右时，更有利于加工效率和表面加工质量的同时提高；研磨后的表面残余应力由+101.5MPa拉应力转变为约-115.5MPa的压应力状态，从而获得更好的表面应力状态。