磁力研磨加工是利用磁极吸附磁性磨粒,在主轴的高速旋转下带动磁性磨料,从而完成对零件表面去除的一种先进加工工艺,在机械、电力、冶金、化工等行业得到了越来越广的应用,经过磁力光整加工后的零部件,可以大大提高其表面质量,降低表面粗糙度,提高使用寿命。而陶瓷材料因其特有的耐高温,耐腐蚀性的特性被广泛的应用于各种严苛的工作环境下,随着材料行业的不断发展,陶瓷类材料被越来越广的应用于各个领域,对陶瓷材料的磁力光整加工可以提高材料表面质量与使用寿命,改善工作性能,具有重要意义。本文使用经过改造后XK7136C数控铣床作为磁力光整加工装置,选用通过雾化快凝法制备的球形性磨粒分别对Zr O₂陶瓷材料和Si₃N₄设计交互正交试验,优化最佳的加工参数组合,在完成大量试验及对试验结果分析的基础上,对磁力光整技术加工陶瓷材料的机理进行探讨与分析。具体研究内容如下:1.磁力研磨加工陶瓷类材料理论研究通过分析球形磁性复合磨粒各成分的组成,探讨其适于进行光整加工的特点。并磁性磨粒中铁基合金项与硬质磨粒项的分布,分析其加工性好的原因所在,为以后的试验提供理论依据。在外部磁场的环境下分析单颗磨粒在磁场中的受力状况,进而分析磁力研磨刷的切削性能和加工材料表面所产生的磁研压力,并通过公式推导出提高磁研压力所需要的各项参数。2.磁力研磨加工装置设计与研究对XK7136C数控铣主轴进行改造,使其便于装夹磁极。根据永磁材料的各项性能参数,选用N48牌号的Nd-Fe-B稀土永磁材料来设计磁极,并通过磁路定律对磁及尺寸进行设计与计算;选用两种不同的开槽形状设计磁极,并在ANSYS仿真软件上进行仿真,可得磁力线分布结果与磁场密度云图。根据仿真的结果确定出适于陶瓷材料的磁极及开槽形状。3.Zr O₂及Si₃N₄材料的磁力研磨交互正交试验设计与分析选用改造过主轴XK7136C数控铣床为试验平台,用以完成磁力研磨加工陶瓷材料试验。通过单因素试验法分析各种影响因素对加工效果的影响大小。并通过设计交互正交试验确定加工Zr O₂材料与Si₃N₄材料的最优工艺参数组合,并在其基础上通过对各种影响因素的极差分析,来确定各影响因素对试验结果的影响大小。通过白光干涉仪等对加工后表面进行检测,确定其加工质量得到提高,为下一步探讨磁力研磨加工陶瓷材料的机理提供试验依据与技术支持。4.磁力研磨加工陶瓷类材料机理及常见问题研究根据之前的交互正交试验对磁力研磨加工陶瓷材料的去除机理进行探讨,通过对试验数据的整理与分析进而推断出磁力研磨加工陶瓷类材料的材料去除模型,主要包括断裂,划擦,空跑等,并由去除模型分析出加工陶瓷材料的去除方式,并对这些去除作用进行分析与研究,并对之前试验所产生的常见问题进行研究,分析试验前对陶瓷材料使用喷丸预处理对加工效果的影响,通过建立温度场模型分析加工过程中温度对加工效果的影响,讨论加工过程中所能达到的最大线速度。本文选用陶瓷类材料中应用较广的Zr O₂与Si₃N₄材料作为试验材料,并使用球形复合磁性磨料进行研磨试验。通过交互正交试验分析出加工Zr O₂与Si₃N₄材料的最佳工艺参数组合。并通过试验进一步探索机理的研究,并探讨试验过程中的常见问题。