随着机械制造领域的发展,器械的复杂程度越来越高,为满足复杂器械使用要求,常采用占空率小、不规则的复杂弯管,但由于传统加工工艺研磨困难,弯管折弯处内表面质量难以保证,为此本研究提出将磁粒研磨法与单片机技术相结合,形成可控电磁场,利用缠绕成螺旋状的电磁极形成特定磁路轨迹对弯管内表面进行光整加工,改善空间弯管内表面质量。本文以电磁励磁方式形成电磁场对弯管内表面磁粒研磨机理进行分析,探究磁性磨粒的受力情况以及磨粒的飞溅临界速度,从磨粒自身运动以及相互摩擦的角度解释磨粒自砺现象,解释了研磨粒子的切削机理。基于单片机设计磁粒研磨抛光装置,采用Ansoft Maxwell软件对磁场磁回路进行模拟分析,找出最佳磁场回路,分析和探究磁滞对磁粒刷在周向旋转运动到轴向进给运动过程中的影响,以及弯管内表面对研磨运动轨迹的要求,通过对电磁极的通电方式以及布置方式实现由圆周的旋转运动向轴向的进给运动过渡,结合弯管内表面研磨特性,将磁极沿弯管中心轴线进行螺旋缠绕,找出最佳磁路轨迹,完成整个抛光装置的整体设计。采用螺旋磁场对空间异型水龙头内表面进行研磨,为加强研磨区域磁感应强度,进而增强研磨压力,向管内投置辅助磁极,提高工件表面质量。利用响应面法设计Box-Behnken实验,分析磁场旋转速度、磁性磨粒粒径和磁感应强度的交互作用对研磨质量的影响规律,找出最优工艺参数,验证基于单片机的磁粒研磨法对弯管内表面光整加工的可行性。为解决大曲率弯管(本文针对90°弯管)弯折处内表面精密抛光难题,采用柔性磁链吸附磨粒,使其光顺通过折弯处,减少磨料在弯管弯折处堆积,改善磁极间隙抛光不均匀现象,并提出采用公共交叉电磁极,形成交叉电磁极耦合研磨磁路轨迹,解决磁极缠绕干涉问题,使研磨轨迹更接近波浪形,改善大曲率弯管折弯处内表面质量。上述研究工作克服采用永磁极研磨复杂弯管内表面的不足,电磁励磁形成的可控磁场,实现非机械方式沿弯管轴线方向轴向进给运动,避免旋转磁极与工件外壁发生干涉,提高加工效率,改善工件表面质量,为弯管内表面的光整加工提供了一种新的方法。