基于永磁体的磁流变抛光励磁装置设计与仿真曹顺涛，陈观慈，李明春（昆明理工大学机电工程学院,昆明650500）摘要励磁装置作为磁流变抛光设备的核心部件，其能否产生稳定均匀的高梯度磁场，是决定磁流变抛光成功的关键因素。采用扇形永磁体设计磁流变抛光轮励磁装置，并运用ANSYSElectronicsDesktop等软件从永磁体数量、充磁方式、排布方式、气隙宽度等方面对励磁装置进行仿真分析，得到不同工况下的磁感应线及磁感应强度分布。结果表明：当气隙宽度为4mm时，采用单一永磁体轴向充磁产生的磁感应强度最大，可达358.4mT，理论上可在抛光轮表面形成宽为26mm、高为6.0mm的抛光缎带。关键词永磁体；磁流变抛光；励磁装置；磁场中图分类号TG58文献标志码A文章编号1006-852X(2023)04-0504-10DOI码10.13394/j.cnki.jgszz.2022.0195收稿日期2022-11-13修回日期2022-12-12磁流变抛光作为一种精密与超精密加工技术，具有高效、柔性、无亚表面损伤等特点[1]。但在磁流变抛光中，影响其抛光效果及抛光效率的主要因素包括两方面：一方面，抛光区域磁场强度的大小。磁流变抛光依靠磁流变液在梯度磁场中产生的磁流变效应形成的柔性抛光头与工件接触，由此产生剪切力，进而对工件表面材料进行去除[2-3]。在此过程中，柔性抛光头的大小及硬化区硬度、剪切力大小均与磁场强度大小及磁敏颗粒的粒径有关。在磁敏颗粒粒径相对较小的情况下，磁场强度越大，则磁感应线越密集，抛光液中磁敏颗粒的磁化强度越趋向饱和，导致磁敏颗粒间作用力增大，磁敏颗粒沿磁感应线的排列也越密集，形成的柔性抛光头的体积和硬化区硬度也进一步增大，在与工件接触时产生的剪切力也随之增大，进而可提高材料去除效率。另一方面，磁场强度的大小跟励磁装置密切相关。励磁装置作为磁流变抛光设备的核心部件[4-5]，决定了磁场的强度、范围及方向，影响着磁流变抛光的材料去除特性。形成磁流变效应的先决条件是提供一个合适的梯度磁场[6]，能够使磁流变抛光液在此梯度磁场中单一有序的沿磁感应线呈串链排布，并形成一个稳定的缎带凸起，因此励磁装置的设计显得十分重要。李士煦[7]提出了一种新型磁场叠加式励磁装置，与传统励磁装置相比，新型励磁装置在抛光区域产生的磁感应强度明显高于传统励磁装置在同一位置产生的磁感应强度，并证明利用多磁极磁感应强度叠加的方式是可行的。彭小强[8]利用自研磁流变抛光试验样机，对磁流变抛光装置进行了2轮设计，经过改进，最终利用电磁铁芯将磁场引入抛...
