近年来,随着我国高新技术领域的飞速发展,很多机械制造行业对零件材料及其表面质量的要求越来越高。钛合金作为一种特殊的金属材料,凭借其比强度高、抗腐蚀性强、低温性能好等优点,受到很多制造行业的青睐,其使用范围也在不断扩大。在军工、石油化工等领域,钛合金材料凭借其耐腐蚀、耐高压的材料特性,被制作为管类零部件用于液体、气体的高压运输作用。在作为高压运输零件时,钛合金管内表面的凹凸不平、微小裂纹等缺陷容易使高压运输中的气体、液体对钛合金管造成一定的内部压力,影响流速的均匀性,从而形成喘振等现象,破坏运输的稳定性,降低工作效率。因此对于钛合金管内表面的光整加工显得很有意义。本实验以磁力研磨的加工原理为基础,通过对交变磁场中运动变化的磁性磨粒进行受力分析得出:磨粒在加工过程中主要受磁场力、离心力以及自身重力作用。通过对比交变磁场与普通旋转磁场下磁性磨粒的运动轨迹,得出普通旋转磁场较为稳定,内部磁性磨粒的运动方式过于单一,加工轨迹较单调且易于重合;而交变磁场中,磁性磨料的轨迹相互交错,研磨轨迹呈现出网状结构,加工区域覆盖面广,可有效提高加工效率。通过对交变磁场辅助磁力研磨过程中的材料去除机理进行分析,得出研磨抛光主要由化学作用、氧化、腐蚀和机械摩擦共同作用完成,且研磨过程中起到主要研磨作用的是机械摩擦。本文在阅读了国内外大量文献的基础上,自主研发了一套交变磁场辅助磁力研磨加工钛合金管内表面的抛光装置。采用Ansoft Maxwell有限元软件中的电磁场分析从理论上验证了在交变磁场中增加辅助磁极对提高抛光效率的可行性,为实验提供合理的理论基础。考虑到交变磁场中磁场发生器的装置工艺参数对磁场强度以及研磨效率的影响,通过对交变磁场发生器的电流频率、外部磁场发生器的绕组匝数以及辅助磁极的形状等影响因素进行试验,分析得出了最佳的实验装置工艺参数方案:在磨削过程中,电流频率选取50Hz、磁场发生器的线圈匝数为80匝、辅助磁极的形状为球形时研磨效果最佳。利用响应面法设计Box-Behnken实验,分析交变磁场发生装置轴向进给速度、磁性磨料粒径以及研磨液用量的交互作用对研磨质量的影响规律,找出最优工艺参数,验证交变磁场辅助磁力研磨对钛合金管内表面光整加工的可行性。上述研究工作克服了普通磁场研磨钛合金管时出现的效率低的问题,也避免了电化学或者电化学复合磁力研磨过程中出现化学污染的现象。通过电磁形成的交变旋转磁场,实现辅助磁极在空间内多方向的旋转运动,提高加工效率,改善工件表面质量,为钛合金管内表面的光整加工提供了一种新的方法。