磁力研磨工艺是一种柔性非传统加工工艺,广泛用于加工复杂结构和形状的零件。但是,该工艺的研究大部分以工程应用为导向,以实现具体加工要求为目标,侧重对工艺中各种参数的优化控制,对工艺的原理原则问题研究较少。探究利于加工的磁场是磁力研磨工艺中的重要部分,然而目前研究中缺乏具体原则和评价标准。本文从磁场对磁性介质的驱动原理出发提出驱动磁场的优化设计准则。本文首先针对永磁体布置在加工区域侧面时两对永磁体范围内磁场可能的分布形式进行有限元仿真,从中选取了九种代表性磁场进行磁针驱动实验,简要阐述了磁针运动类型,记录磁场中磁针运动状态和磁场增强现象,总结了磁场驱动磁针的不同特点,揭示了磁场增强现象只与外部磁场相关的特征。其次,本文采用水甘油混合溶液代替研磨液的方法探究了加工中研磨溶液的粘度对加工效果的影响。实验结果表明,室温下溶液粘度低于100 m Pa·s,溶液不会对加工效果产生显著影响。粘度实验结论为后续加工实验条件确定提供实验基础。随后,本文针对九种磁场进行了同等实验条件下对铝合金工件的加工实验。铝合金工件在磁极转速为400 r/min的实验条件下被Φ0.5×3 mm的磁针加工60分钟。加工后测定工件表面粗糙度和表面轮廓。实验最优结果中,工件表面粗糙度由11μm降低为3.3μm。通过对表面轮廓和表面粗糙度变化值对比分析,总结归纳实验中九种磁场加工能力的高低顺序关系。结合COMSOL有限元仿真软件仿真分析了加工结果较好的四种磁场和加工较差的三种磁场的标量磁势分布,并从磁势角度提出如下磁场优化原则:磁场应具有明显的正负磁势分布,同时在有限空间中正负磁势变化为一到两次。最后,本文综合考虑了磁场磁感应强度和磁势分布两方面对侧置磁场磁力研磨工艺的影响,提出了驱动磁场高磁感应强度值和合理磁势分布的优化原则,并通过设计三磁极实验验证了结论。