磁流变抛光过程中,磁流变抛光轮作为抛光液缎带的承载工具,在加工和抛光液循环系统中都起到了至关重要的作用。当长时间使用后,抛光轮表面会存在一定的磨损,产生深浅不一、分布不均的沟槽,磨损过程中还会导致抛光液出现不同程度的氧化,对抛光质量、抛光液循环、抛光工具使用寿命都有一定的影响。目前,国内外尚未有效解决磁流变抛光轮的磨损问题。为此,针对磁流变抛光轮磨损问题,本文通过磨损特征辨识和检测、磨损过程产生氧化、磨损机理、磨损抑制四个主要方面对磁流变抛光轮磨损问题展开研究,主要工作分为以下几个方面:(1)结合磁流变抛光轮表面磨损特征,明确了抛光轮磨损失效模式和表征方法。提出了基于色散共聚焦原理的抛光轮表面形貌在位检测方法,搭建了抛光轮磨损轮廓检测平台,验证了磁流变抛光轮免拆卸在位检测轮廓的可行性。(2)基于XPS能谱仪检测分析,证实了磁流变抛光轮表面氧化物的主要成分是氧化铁。通过分析抛光轮磨损过程中可能产生氧化物的途径,发现氧化铁主要是由回收器处磁密封中的铁粉与抛光轮之间在高速摩擦过程中产生的。结合实验,阐明了氧化物的生成机制,掌握了氧化物在抛光轮表面的附着规律。初步研究表明,影响氧化铁在抛光轮表面附着情况的主要因素是抛光粉尺度和涂层表面微观形貌。(3)针对磁流变抛光轮磨损问题,阐明了产生磨损的原理,分析了抛光轮半固着磨粒磨损机理,明确了导致抛光轮产生磨损的主要因素。研究了回收器间隙、抛光轮转速、抛光颗粒的尺度和浓度四个因素对抛光轮磨损率的影响规律,并采用扫描电镜和轮廓仪分析磨损后抛光轮表面形貌和表面粗糙度。实验结果表明:磁流变抛光轮产生磨损的主要原因是回收器处形成的磁密封与抛光轮之间产生的半固着磨粒磨损,其磨损特征表现为介于二体磨损和三体磨损之间。各因素主要通过磁场和磁链的畸变程度对磨损率产生影响,磨损率随回收器间隙的增大而减小,随着抛光轮转速、抛光颗粒的尺度和浓度的增大,先增大后减小,变化趋势与理论分析相吻合。(4)从耐磨涂层和回收器原理两个角度,研究了抛光轮磨损的抑制方法。通过对比现有涂层与高硬度涂层的耐磨性,发现涂层耐磨性能与涂层硬度并不正相关。根据抛光轮的磨损机理,提出了基于抛光粉隔离的抛光轮磨损抑制方法,并通过实验验证了可行性。