磁力光整加工技术是将磁场和磁性磨料与传统研磨技术复合而形成的一种先进的光整加工工艺,因其具有的柔性、自适应性、自锐性、设备简单等诸多优点被广泛地应用于航空航天、医疗器械、现代工业等领域。铜基合金材料作为导电性、导热性和力学性能优良的结构材料在该领域中有着广泛的应用。随着现代工业水平的不断提高,对服役于该领域中的铜基合金材料构件的表面质量和使用性能提出了越来越高的要求。磁力光整加工技术是提高产品表面质量和性能很有效的技术手段,因此,本文针对铜基合金中的CW70铜钨合金和B10铜镍合金两种铜基合金材料作为磁力光整加工研究对象,通过改造数控7136C铣床作为磁力光整加工系统试验装置,以课题组采用雾化快凝法制备的铁基球形复合磁性磨料为研磨磨料,根据响应曲面法和正交法设计试验方案,分别进行磁力光整加工试验研究;优化磁力光整加工两种材料的加工工艺,揭示磁力光整加工铜基合金材料的去除机理和表面创成机制,对光整加工表面进行质量评价,为新型雾化球形磁性磨料和磁力光整加工的推广应用提供理论支撑和工程试验数据。本文的主要研究内容和创新点如下:1.雾化快凝球形磁性磨料理论研究阐述了雾化快凝法制备球形磁性磨料的工艺方法,分析了雾化快凝球形磁性磨粒的磨料特性,建立了单颗粒磨料结构模型,并对加工区域中的单颗球形磁性磨粒进行了受力分析,同时对材料的表面进行了压力分析计算,分析了影响磨料流动性的因素以及探讨了光整加工过程中能量转换的问题。2.铜基合金材料光整加工磁极设计及加工系统的构建根据永磁材料的性能参数,选用合适的钕铁硼永磁极,通过ANSYS仿真软件进行磁极的磁场强度及磁力线分布的仿真,对比分析了端面磁极、开槽磁极及铜套开槽磁极的优缺点,制作了适合磁力光整加工铜基合金材料的铜套开槽永磁极。对数控7136C铣床进行了改装,设计了研磨材料的装夹系统。3.CW70铜钨合金及B10铜镍合金的响应曲面及正交试验设计与分析通过单因素试验分析了各工艺参数对工件表面质量的影响大小,设计了响应曲面法优化了铜钨合金的工艺参数并对试验结果进行了显著性的检验。通过正交试验法优化了B10铜镍合金材料的最佳工艺参数,观察并分析了研磨前后材料硬度的变化;分析了材料研磨前后的疏水性能,为下一步研究磁力光整加工铜基合金材料提供了依据与技术支撑。4.雾化快凝球形磁性磨料研磨铜基合金材料理论研究分析了雾化快凝球形磨料与被加工材料间的相对运动方式,通过对试验结果的整理分析,建立了磁力光整加工铜基合金材料的去除模型,同时对研磨过程中的磨料流动性等问题进行了总结。通过上述研究,进行了对铜基合金材料的光整加工,并且达到了较为理想的试验结果,为下一步的深入研究与工程推广奠定了良好的基础。