磨料流加工技术是用粘弹性流体磨料对工件表面进行切削的一种光整加工方法。该技术对工件形状的适应性强,可对小孔、窄缝、交叉孔道、异形曲面等几何形状复杂的表面进行抛光,而且在抛光的同时可完成去毛刺和倒圆角。磨料流技术能够加工的材料范围广,有普通金属材料、硬质合金和陶瓷等硬脆材料,加工后的表面粗糙度值能提高1-3级,且光整加工的效率非常高。目前在模具行业的热流道去毛刺抛光、发动机行业的喷油嘴、连杆孔的抛光和纺织机械行业的零件抛光等方面广泛应用。本文在对国内外磨料流加工技术的研究现状进行充分了解的基础上,对磨料流加工技术中流体磨料的流变特性、切削机理和加工工艺方面进行了深入的理论分析和试验研究,主要研究内容、采用的方法和结论如下：(1)基于高分子流变学理论,对流体磨料的组成、性质进行了分析。说明流体磨料同载体一样具有较高的粘弹性,温度和剪切速率是影响流体磨料性能的主要因素。而且应用毛细管法测量流变参数的原理,通过试验测量了流体磨料的粘度、第一法向应力差、粘稠度系数和流动指数。试验结果表明,流体磨料的粘度和第一法向应力差随温度的升高而降低,流体磨料的粘度随剪切速率的升高而减小,流体磨料的第一法向应力差随剪切应力的升高而增大。由于载体的粘度高,与磨粒的粘合非常紧密,在磨料流加工过程中,大量磨粒的总体运动与载体的流动相一致,流体磨料的流动符合幂率流体的特征,可用幂率流体方程作为磨料流动的本构方程进行理论研究。(2)通过分析磨料流加工后的表面形貌表明,在切削过程中,边流层磨粒的运动类型主要有滑擦、犁耕、翻滚等形态。边流层中参与切削的有效磨粒数主要与流体磨料的磨粒混合比有关,磨粒混合比越大,同种流体磨料中参与切削的有效磨粒越多。通过对单颗磨粒的受力分析,建立了工件壁面处单颗磨粒的受力公式。在载体的作用力分析中,除考虑静水压力的影响外,还加入了第一法向应力差的影响,更准确地反映了磨粒受力的实际情况。利用单颗磨粒的去除材料公式,建立了磨料流切削加工时的材料去除率模型,定义了磨料流加工的材料去除深度系数,并给出了测量公式和测量方法。由建立的材料去除率模型可知,材料的去除深度与工件表面受到的法向力和流体磨料在工件表面的壁滑速度成正比,与工件的表面硬度成反比。(3)通过理论分析和试验观察均表明流体磨料在流动过程中表现出“塞流”的特征。基于这种流动形态,应用流体的流动方程,在考虑流体磨料弹性的基础上,建立了流体磨料切削时的流动模型。给出了流体磨料在圆管和狭缝两种基本流动形式下的壁面滑移速度、压力梯度的变化、工件所受切削力的计算公式,并对流体磨料的切削过程进行了理论分析。结果表明：磨料流动时的壁滑存在临界点,流体磨料切削时的流量、流体磨料的粘稠度系数、流体磨料的切削因素、第一法向应力差因素是影响壁滑速度的主要因素。而且随流量的增加壁滑速度迅速增大,在流体磨料的流动方向上,壁滑速度逐渐升高；在流量一定时,粘稠度系数的增加会使壁滑速度增大,当粘度较大时,在整个磨料流动的区域,壁滑速度几乎等于流体磨料的平均流速。在壁面滑移区,沿流动方向的压力梯度不再是一常数,而呈指数规律变化,这与无壁滑的情况下不同。(4)通过试验装置测定了流体磨料加工时的切削力、法向压力、材料去除深度系数以及切削中的温度变化。试验结果表明磨料流加工中工件所受的法向压力与切削力成正比关系,基于此定义了流体磨料的切削因素,给出了切削因素的测量原理和方法,并通过试验进行了测量。同时结合建立的流动模型和实际加工实例对流体磨料加工工艺进行了研究,结果表明：通过控制流体磨料的入口压力可以使磨料流动时的压力梯度减小,从而减小工件表面产生的锥度,且通过选用不同粘度的流体磨料,设计合理的狭缝高度和圆管半径等工艺参数均可提高工件的尺寸精度。从对抛光效果的分析说明,同种流体磨料加工后得到的表面粗糙度有临界值,达到临界值后,表面粗糙度值几乎不随切削量的增加而变化,而且使用磨粒混合比高的流体磨料可以有效地提高磨料流的加工效率。由温度对加工效果的影响可知,在高温下流体磨料的粘度急剧降低,失去壁滑作用,对工件已没有切削效果,并明确了流体磨料的高粘弹性是加工时有切削作用的前提条件。