磁流變拋光設(shè)備在技術(shù)方面的發(fā)展趨勢

近年來，隨著現(xiàn)代光學(xué)、微電子、固態(tài)電子學(xué)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，光學(xué)系統(tǒng)中光學(xué)零件的表層質(zhì)量和精度要求越來越嚴(yán)格，光學(xué)零件的超光滑表層拋光技術(shù)成為光學(xué)加工的重要領(lǐng)域之一。其中，磁流變拋光設(shè)備以較低的亞表層損傷和高拋光精度的優(yōu)勢，引起了科研界的極大關(guān)注，成為競爭研究的熱點(diǎn)。

磁流變拋光設(shè)備利用磁流變液在磁場中的流變性來拋光光學(xué)零件。它與傳統(tǒng)拋光方法的區(qū)別在于，可以將傳統(tǒng)的游離磨料拋光在磁場作用下形成 Bingham 流體，可以實(shí)現(xiàn)柔性拋光。

磁流變拋光設(shè)備通過強(qiáng)磁場的作用改變磁流變液的粘度，從而提高剪切屈服強(qiáng)度、流變性能等物理性能，完成零件表層的高精度、高效無損加工。流體力學(xué)、電磁學(xué)、流變學(xué)、化學(xué)等學(xué)科理論的耦合是傳統(tǒng)機(jī)械加工的延伸，對現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。隨著精密和超精密加工技術(shù)的發(fā)展，目前磁流變拋光設(shè)備方面的技術(shù)還存在一些問題，也有許多新的發(fā)展趨勢：

1)基礎(chǔ)理論需要不斷完善。理論可以指導(dǎo)實(shí)踐。目前，磁流變材料去除的數(shù)學(xué)模型非常完整，但仍存在一些缺點(diǎn)。數(shù)學(xué)模型的研究僅限于理論模型和擬合曲面，難以應(yīng)用于實(shí)際加工。在建模過程當(dāng)中，采用了剛體潤滑理論，是一種理想狀態(tài)。磁流變液具有流變特性。在求解力的過程當(dāng)中，只考慮壓力、的動水壓力是不夠完整的。雖然建立的模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差不大，但不夠準(zhǔn)確。實(shí)時(shí)測量技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于很多行業(yè)和各個加工過程，可將該技術(shù)應(yīng)用于拋光過程的在線測量，優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制拋光過程。

2）磁流變液的制備還需要不斷探索。大量文獻(xiàn)中均提及磁流變液會出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，會下降拋光效率及剪切應(yīng)力，使得磁流變液失效，甚至?xí)霈F(xiàn)無效的拋光。配制磁流變液時(shí)可以選取適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑改變羥基鐵粉的表層活性，或者添加磁流變拋光液實(shí)時(shí)攪拌設(shè)備，減少磁流變液的沉降。

3）加工材料單一。目前磁流變拋光設(shè)備多用來加工光學(xué)零件，對于合金材料、陶瓷材料以及硬脆性材料的研究較少，而合金、陶瓷以及硬脆性材料也將會被廣泛應(yīng)用。探索磁流變加工不同材料的拋光工藝也會成為熱門方向。