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磁性磨粒光整加工是提高表面质量的一种新工艺,通过磨粒在磁力作用下对工件表面产生压力,与工件相对运动形成摩擦实现光整加工技术。此技术具有柔性好、自锐性强、自适应性灵敏,加工表面质量高等优点,在制药业、航空航天业、精密仪器与精密量具等行业有广阔的应用前景。磁场形成部件是磁性磨粒光整加工设备的核心部件,用于在加工区域中产生特定大小的磁感应强度,磁化磁性磨粒而形成作用力。加工区域的磁感应强度大小直接影响到工件的加工效果与加工效率,而磁感应强度的大小取决于磁场形成部件的磁力来源与磁路设计。本文基于电磁源与永磁源分析,及电控永磁起重机与电控永磁夹具原理设计了电控永磁磁场形成部件。磁路设计在电子音响、扬声器行业发展较为成熟,借鉴这方面知识设计了电控永磁磁场磁路,并理论分析计算了空气隙的磁感应强度,通过ANSYS仿真分析对设计结果进行了验证。完成的主要任务：1.磁路的理论设计。磁路的计算方法有等效电路法、磁导法、有限元法等,设计方法有磁导法,计算机软件(如FINEMOTOR、FEMM,OPERA、 SPEAD、VSTX)设计法等。但设计的理论依据均离不开电磁学基本理论、麦克斯韦方程组与磁路第一、第二定律。通过理论计算,设计了适合小型轴类零件的电控永磁磁场形成部件,其加工轴径范围为20～100mm。2.现有磁场形成实验设备的对比。现有电磁源与永磁源磁场形成部件,电磁源可以产生较大的磁感应强度,而且磁感应强度大小可通过电流大小控制,但其需要绕组线圈,长时间加工会产生涡流热,使形成部件及工件温度升高,不仅不适合长时间加工,也会影响加工效果,难以在生产中批量应用。永磁源结构简单、装置轻便,节能,但退磁麻烦,调节也不方便。3.电控永磁磁场形成部件的设计。参考电控永磁的思想将电磁源与永磁源结合起来设计了电控永磁磁场形成部件,加工时断电,使用永磁源,节约电能；加工结束通电(通电时间较短),方便断磁；断磁结束后即可断电。此装置满足加工磁感应强度要求,解决了电磁源浪费能源,永磁源断磁困难的难题。4.ANSYS仿真计算。用有限元验证了所设计磁路的可靠性。有限元法符合物理规律,求法正确,精确度高,是当代设计者常常用到的软件。5.方案对比试验。设计了另外几种电控永磁磁路与原方案进行结构对比优化,分析了各种方案的优缺点及其适合的加工场合。本文设计的电控永磁磁场形成部件,可用于加工机理方面的探讨研究,设计成熟时可为磁性磨粒光整加工这座大厦添砖加瓦,为社会带来很大的经济效益。但本文在磁路设计方面理论尚存不足之处,需进一步钻研。