磨料水射流是一种新型冷态加工技术,与传统磨削加工相比,其柔性高、加工力小、且无热效应,优势明显。因此,该技术被广泛应用于工程陶瓷、光学玻璃等硬脆材料零件制造过程。但磨料水射流技术仍存在一些难题,例如磨料无法与高压水实现充分混合,易发生喷嘴堵塞现象等。为此,本文将辅助磁场引入到磨料水射流加工过程,优化设计磁场发生装置产生高能磁场,以便优化磨料分布和提高磨料速度;采用有限元软件模拟分析单颗粒、多颗粒磁性磨料冲蚀硬脆材料过程,分析磁场辅助磨料水射流冲蚀硬脆材料去除机理;通过相关实验,优化工艺参数,建立基于陶瓷材料最大冲蚀深度的预测模型,为磨料水射流技术的推广及开发其潜在应用价值提供理论基础。主要研究工作如下。优化设计磁场辅助磨料水射流加工系统中的磁场发生装置,提高了磨料射流的冲击动能,降低了射流的发散性,获得了集束性较高的射流。利用Comsol软件模拟了磁场发生装置的磁场强度分布和聚焦管内磨料射流束的聚焦情况,结果表明励磁电流I=2.2 A时,磨料射流束在喷嘴出口处获得最佳的聚焦效果;利用Ansys软件分析了磁场辅助磨料水射流磨料运动状态,结果显示随着励磁电流由1.8 A依次增加至2.2 A,磨料射流束的运动状态更加稳定,束状射流结构保持的时间更持久。理论与数值模拟磁场辅助磨料水射流冲蚀硬脆材料去除机理,给出了磁场辅助磨料水射流加工硬脆材料脆塑性去除方式的判定条件。利用光滑粒子流体动力学法（SPH）和Ansys/Ls-dyna软件模拟了硬脆材料微观去除过程,结果表明粒子冲蚀处的下方存在应变较高的区域,区域内工件材料的塑性变形十分严重,随着冲蚀时间的增加,冲蚀处工件材料的堆积量逐渐累积,并最终被磨粒冲蚀去除,冲蚀角度的变化会直接导致应力场位置的变化,最大剪切应力(?_{m ax})的数值也会相应地发生改变。实验研究磁场辅助磨料水射流冲蚀硬脆材料去除机理。通过对磁场辅助磨料水射流各工艺参数的基础实验,分析各工艺参数对磨料水射流冲蚀硬脆材料过程的影响规律,实验结果表明:磁场的引入使磨料粒子的冲蚀动能提高,冲蚀区域内冲蚀坑的数量和冲蚀沟槽的深度皆增加;靶距的提高会使冲蚀区域远离射流核心段,降低射流冲蚀效果;各工艺参数对冲蚀效果的影响顺序为:射流压力、磁场强度、靶距、磨料粒度。利用响应曲面分析法对实验参数进行了优化,得到了最大冲蚀坑深度的最优参数组合。为磨料水射流在实际工程应用中的参数优化提供了参考。