论文部分内容阅读
磁流变液是将可被磁化的粒子加在基载液中,形成一种可控流变的液体。它在不加磁场的时候是可流动的液体,当施加磁场后,瞬间变成一种半固体的混合物,具有一定得屈服强度,其屈服强度由外加磁场的大小来控制,当外加磁场消失后,它又能在毫秒之内变成可流动的液体。磁流变液作为一种智能材料现已经应用于国民生产的各个领域,如磁流变阻尼器、离合器、人工智能关节等,往磁流变液中加入磨料又可制成抛光用磁流变工作液。
本文主要以微沟槽加工实验为基础,优化配置了磁流变工作液,提高了其性能及加工效率。为了更好的优化配置磁流变工作液,首先优选了磁流变微磨头加工微沟槽加工工具的材料及端部形状,经仿真和实验研究,得出以Q235钢为微磨头工具基体材料,工具端部形状为锥尖时,具有最大的材料去除率和最好的加工效果,同时得出工具基体材料的磁导率对加工去除率有较大的影响。
本课题研究了磁性粒子的种类、含量对磁流变工作液性能及加工效果的影响,结果显示羰基铁粉作为磁流变工作液的磁性粒子,含量为40%左右时具有较好的加工效果。磨料的加入会减小磁流变效应,随着磨料含量的增加,磁流变效应减小;当金刚石磨料含量为3%时达到最佳加工效果;当磨料粒度为W3.5时,加工沟槽的宽度最大,当磨料粒度为W7时,加工沟槽的深度最大和去除率最大。蓖麻油和硅油是较为理想的磁流变液基础液;磁流变液的基础液对磁流变液性能有决定性影响,硅油含量为59.3%时,磁流变效应微砂轮的材料去除率达到最大;基础液的粘度对磁流变液零场黏度有一定的影响,但对磁流变液的剪切应力性能及加工效果都影响较小,是可以忽略的因素。稳定剂对磁流变工作液的沉降稳定性具有较大的影响,能显著改善磁流变工作液的沉降稳定性;在单一种类稳定剂中,当偶联剂的含量为3%时,能得到最好的加工效果;混合稳定剂中以2%偶联剂+1%聚乙二醇混合使用,磁流变工作液具有最好的剪切应力及加工去除率。
本课题在集群磁流变工作液的添加剂方面做了初步探索,分析了添加剂的意义及对加工效果的作用。在对K9玻璃的加工中,往磁流变工作液中加入氢氧化钠具有最好的加工效果,其效率比没有添加化学试剂的磁流变工作液要提高15%。但氢氧化钠的添加量有一个最佳值,使磁流变工作液的PH=9的时候具有最大的去除量。