随着光学、通讯、半导体、航空航天技术的飞速发展,高性能、高精度、高集成的光电系统不断涌现,以光学玻璃、碳化硅、碳化钨、蓝宝石、氧化锆等硬脆材料制成的元器件对精密加工技术提出了更严格的要求。磁流变抛光技术正是以提高零部件表面质量、保持和提高面型精度作为出发点,经过磁流变加工的零部件表面不仅具有较低的表面粗糙度,而且还有耐磨、防腐蚀和抗疲劳的效果,并同时获得较高的微观形状精度。因此,应在现有的磁流变抛光基础之上进一步提高加工效率,改善加工表面质量,加强与其他工艺的结合,扩大其应用范围。振动辅助磁流变抛光是一种将振动抛光和磁流变抛光复合的一种抛光方法,在磁流变抛光过程中通过对工件或者磁极施加振动,来达到提高抛光效率、改善表面质量的目的。开发适用于硬脆材料的振动辅助磁流变抛光技术对超精密加工业有着重要意义。针对硬脆材料在加工过程中存在表面/亚表面损伤等问题,本文提出非谐振式旋转振动辅助磁流变抛光方法,研制一种旋转振动辅助磁流变抛光装置,并对旋转振动辅助磁流变抛光的关键技术进行理论设计和抛光实验研究,具体的研究内容包括:(1)结合磁流变抛光的加工特性和压电致动的旋转柔性振动辅助加工装置的特性,开发一种新型的振动辅助磁流变抛光系统。首先,基于矩阵法对设计的旋转振动装置进行柔度建模和静力学分析,然后,通过有限元分析方法研究设计旋振动装置的静态和动态特能,并且验证了设计的旋转振动装置的静态参数理论分析模型的准确性。通过开、闭环的装置性能测试实验,确定设计的旋转振动装置可以满足振动辅助磁流变抛光的技术要求。(2)采用FEM/SPH仿真技术,建立单磨粒模拟碳化硅抛光的三维模型,分析在振动辅助磁流变抛光加工过程中切向力变化机制,以及不同加工参数对材料去除率和表面粗糙度的影响规律。通过对数值模拟数据的分析,得到加工表面在振动及非振动等工艺参数的变化规律。(3)进行振动辅助磁流变抛光实验,对抛光后的碳化硅工件进行检测,获得不同振动参数下的表面形貌和切向力的变化规律,验证旋转振动辅助磁流变加工方法和装置的有效性。