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摘要
目的 改善传统平面磁粒研磨中轨迹均匀性较差、材料去除不均匀等问题。方法 首先，基于Hilbert分形曲线加工平面，对Hilbert分形曲线进行几何特征的修改，进一步改善研磨轨迹的均匀分布；其次，传统磁粒研磨平面时采用圆柱磁极，其半径方向线速度的差异会导致材料出现去除量不一致等问题，使用环形磁极进行研磨，对不同长径比环形磁极进行三维静磁场模拟仿真，对比不同长径比的磁感应强度和1 mm处的磁场强度曲线，选取最佳的长径比进行研磨，在一定程度上保证材料的均匀去除；最后，利用ADAMS软件进行单个磨粒运动轨迹的仿真，建立笛卡尔坐标网格划分，利用离散系数Cv进行轨迹密度的数值分析，对研磨轨迹均匀性进行评价。结果 长径比为3∶4的环形磁极的磁感应强度最大，可达300 mT左右。在相同条件下，分别沿传统直线往复式路径、Hilbert曲线和改进的Hilbert曲线进行仿真，经离散系数Cv的评定，沿改进Hilbert曲线的研磨轨迹均匀性显著提高，离散系数Cv为0.407，较传统往复式的离散系数提高了约43.2%，较Hilbert曲线路径的离散系数提高了约10.7%。沿改进的Hilbert曲线的9个检测点的表面粗糙度降幅基本一致，降幅曲线平缓。原始表面的加工纹理、缺陷被完全去除，研磨后表面形貌均匀平坦。结论 沿改进的Hilbert加工路径进行研磨，研磨轨迹复杂多样，且分布相对均匀，确保了表面材料去除量的均一性，表面质量较好。
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单位辽宁科技大学; 自动化学院
