基于灰色關(guān)聯(lián)分析的PMMA工件磁性復(fù)合流體拋光工藝參數(shù)優(yōu)化

摘要 針對(duì)磁性復(fù)合流體拋光PMMA工件取得最佳表面質(zhì)量和最大加工效率時(shí)工藝參數(shù)不同的問(wèn)題，基于灰色關(guān)聯(lián)分析的工藝參數(shù)優(yōu)化方法，設(shè)計(jì)3因素4水平正交試驗(yàn)，分析磁感應(yīng)強(qiáng)度、羰基鐵粉粒徑、磨粒粒徑對(duì)磁性復(fù)合流體拋光性能的影響。結(jié)果表明：優(yōu)化后得到的磁性復(fù)合流體拋光PMMA工件的最佳方案為：磁感應(yīng)強(qiáng)度，0.50 T；羰基鐵粉粒徑，7μm；磨粒粒徑，3μm；使用優(yōu)化后的工藝參數(shù)拋光，工件的表面粗糙度為14 nm，材料去除率為2.088×108μm3/min，提高了3.5%；通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析優(yōu)化后獲得的工藝參數(shù)，既能滿(mǎn)足工件高表面質(zhì)量的拋光要求，又能顯著提高磁性復(fù)合流體拋光的材料去除率。

關(guān)鍵詞 磁性復(fù)合流體；灰色關(guān)聯(lián)分析；工藝參數(shù)；表面粗糙度；材料去除率

中圖分類(lèi)號(hào) TG58; TG73 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

文章編號(hào) 1006-852X（2025）01-0134-09

隨著現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)、激光加工、國(guó)防軍工、醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域的迅速發(fā)展，各行業(yè)對(duì)高精度、高表面質(zhì)量光學(xué)零件的需求增多[1-2]。磁場(chǎng)輔助拋光技術(shù)作為一種新型的光學(xué)零件加工技術(shù)，得到了越來(lái)越多的關(guān)注[3]。磁場(chǎng)輔助拋光技術(shù)是利用外加磁場(chǎng)將磁性流體快速轉(zhuǎn)化為具有一定黏塑性的Bingham流體，當(dāng)工件與其發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，磁性流體中的磨粒與工件產(chǎn)生微切削作用，從而達(dá)到材料去除的目的[4-5]。該加工技術(shù)可精確控制拋光后工件的表面精度和面形精度，同時(shí)不會(huì)對(duì)拋光后的工件表面造成亞表面損傷[6]。

SHIMADA等[7]將微米級(jí)羰基鐵粉（carbonyl iron powder，CIP）、磨料顆粒（abrasive particle，AP）和α-纖維素與磁流體（magnetic fluid，MF）混合，得到了磁性復(fù)合流體（magnetic compound fluid，MCF）。MCF相比于磁流變液（magnetorheological fluid，MRF）具有良好的分散性，且具有更好的拋光性能。目前，MCF拋光技術(shù)和灰色關(guān)聯(lián)分析理論已經(jīng)得到了廣泛的研究和應(yīng)用。田可等[8]通過(guò)對(duì)半球頭式拋光頭進(jìn)行設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)優(yōu)化，使用MCF完成了對(duì)非球面光學(xué)元件的拋光，最終得到了表面粗糙度為1.786 nm的非球面工件。張軍鋒等[9]通過(guò)砂帶拋光復(fù)雜型面葉片，以工件的表面粗糙度和材料去除率為指標(biāo)，使用灰色理論優(yōu)化了拋光工藝參數(shù)的組合方案。BAN等[10]基于灰色理論分析了4H-SiC化學(xué)機(jī)械拋光的工藝參數(shù)對(duì)工件面形精度和表面粗糙度的影響，得到了優(yōu)化的最佳工藝參數(shù)。周虎等[11]針對(duì)磁流變拋光工藝參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題，使用灰色關(guān)聯(lián)分析法，實(shí)現(xiàn)了工藝參數(shù)的優(yōu)化，并驗(yàn)證了其有效性。灰色關(guān)聯(lián)分析是灰色系統(tǒng)理論中不可或缺的一部分，其主要目標(biāo)是通過(guò)數(shù)學(xué)方法來(lái)分析和確定試驗(yàn)中各參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)差異或各因素對(duì)主要行為的貢獻(xiàn)程度，是一種有效的多因素分析方法[12]，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中有一定的優(yōu)勢(shì)和可行性。

MCF的拋光效率和加工質(zhì)量受多個(gè)工藝參數(shù)的影響。為了得到好的拋光效果，需要準(zhǔn)確把控各個(gè)工藝參數(shù)，并深入了解不同工藝參數(shù)對(duì)MCF拋光性能影響的規(guī)律。為此，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)研究MCF拋光液在不同工藝參數(shù)下對(duì)工件表面質(zhì)量和材料去除率的影響規(guī)律，并分析各參數(shù)對(duì)MCF拋光性能的影響機(jī)理。但由于MCF拋光液拋光的工件表面質(zhì)量和材料去除率的最佳拋光工藝參數(shù)不同，在加工過(guò)程中通常會(huì)產(chǎn)生不同的優(yōu)化方案。因此，為選擇出較為滿(mǎn)意的工藝參數(shù)，綜合考慮各種因素，在保證工件表面質(zhì)量的條件下，能夠有效提高M(jìn)CF的拋光效率。故通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)MCF拋光液的拋光工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，最終選擇出既能滿(mǎn)足工件表面質(zhì)量要求，又能顯著提高M(jìn)CF拋光效率的工藝參數(shù)。

1拋光原理及裝置

圖1為基于圓柱形磁場(chǎng)的MCF拋光原理圖。圓柱狀的永磁鐵以偏心距r連接在磁鐵座的端面上。如圖1所示：由鋁板制成的MCF載液板位于永磁鐵左側(cè)并與其具有一定的間隙δ，當(dāng)磁鐵座以轉(zhuǎn)速nm旋轉(zhuǎn)時(shí)，永磁鐵圍繞著支架的軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，使磁力線(xiàn)不斷圍繞磁鐵座軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，并始終保持磁通密度恒定；當(dāng)工件和載液板之間的間隙Δ存有一定體積的MCF拋光液后，在外加磁場(chǎng)作用下，由納米級(jí)磁性顆粒和微米級(jí)羰基鐵粉組成的拋光液會(huì)立即沿著磁力線(xiàn)方向分布并形成磁性團(tuán)簇鏈狀結(jié)構(gòu)，而非磁性磨粒被包裹在磁性團(tuán)簇中，且-纖維素與磁團(tuán)簇交織在一起，增加MCF拋光液的抗剪切能力[13]。在磁懸浮力的作用下[14]，大部分非磁性磨粒在MCF拋光液中向工件表面移動(dòng)。當(dāng)電機(jī)2帶動(dòng)載液板以nc轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，MCF中的磨料顆粒與工件之間產(chǎn)生微切削作用，從而將工件表面的材料去除[15]。

搭建如圖2所示的MCF實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其主要由載液板、圓柱狀永磁鐵、傳動(dòng)裝置及部分支撐裝置等組成。該拋光平臺(tái)和裝夾裝置安裝在三軸移動(dòng)平臺(tái)上，三軸移動(dòng)平臺(tái)提供拋光平臺(tái)在Y軸上的移動(dòng)，以及裝夾裝置在XZ平面上的移動(dòng)，從而確定工件與MCF拋光液之間的空間位置關(guān)系。

試驗(yàn)采用聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methac-rylate，PMMA）為被拋光工件，PMMA是一種質(zhì)量輕、易加工和透明度高的光學(xué)元件，具有優(yōu)秀的光學(xué)性能，其透光率可達(dá)97%以上，完美滿(mǎn)足了消費(fèi)電子領(lǐng)域微型化的需求。所用MCF拋光液的組成及混合比例見(jiàn)表1，表2為試驗(yàn)參數(shù)，在試驗(yàn)中共準(zhǔn)備了16組工件進(jìn)行拋光。

2正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了研究MCF拋光裝置在空間動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)下的最佳拋光參數(shù)，對(duì)試驗(yàn)中不同的工藝參數(shù)進(jìn)行研究。通過(guò)初始試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：MCF拋光液中的磨粒與羰基鐵粉的粒徑對(duì)MCF的拋光性能有較大影響，且永磁鐵在工件表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度也是影響拋光后工件表面質(zhì)量的重要因素。因此，設(shè)計(jì)3因素4水平正交試驗(yàn)，如表3所示。

圖3為工件拋光區(qū)的測(cè)量點(diǎn)示意圖，分別測(cè)量并記錄工件拋光前后P1、P2、P3點(diǎn)處的表面粗糙度，并取其平均值代表最終的表面粗糙度測(cè)量結(jié)果。由于工件初始表面粗糙度不同，因此定義表面粗糙度下降率Ra%來(lái)代表MCF的拋光效果：

Ra%=（1-Rap=Rai）根100%（1）

其中：Rai為拋光前工件的表面粗糙度，Rap為拋光后工件的表面粗糙度。

使用SJ-410表面輪廓儀測(cè)量工件拋光前后A-A截面的輪廓曲線(xiàn)（圖3b），并得到工件表面輪廓曲線(xiàn)的數(shù)據(jù)樣點(diǎn)，將各個(gè)數(shù)據(jù)樣點(diǎn)通過(guò)積分累加計(jì)算，得到拋光后工件表面輪廓與初始表面輪廓曲線(xiàn)之間的面積，將所得面積繞中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)一周后，最終可得到該拋光時(shí)間內(nèi)工件整體的體積減少量，從而得到材料去除率。測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，圖3a中的陰影部分為材料去除的最大區(qū)域。

2.2試驗(yàn)結(jié)果及分析

由于拋光試驗(yàn)為3因素4水平正交試驗(yàn)，因此選用L16（43）正交表。表4為正交試驗(yàn)方案及結(jié)果，表4中的RMRR為工件的材料去除率。

表5為Ra%的正交試驗(yàn)結(jié)果極差分析表，表中極差R越大，說(shuō)明該因素對(duì)工件表面質(zhì)量的影響越大。由表5可知：因素B的表面粗糙度下降率Ra%的極差最大，因而其對(duì)Ra%有較大的影響，而DCIP和DAP的影響較小。

為更加直觀地分析各參數(shù)在不同水平下對(duì)Ra%的影響，建立如圖4所示的效應(yīng)曲線(xiàn)圖。由圖4可以看出：Ra%隨B和DCIP的增加而增大，隨DAP的增加先增大后減小。當(dāng)工件有較高的表面質(zhì)量要求時(shí)，應(yīng)選擇的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.50 T、羰基鐵粉粒徑為7μm、磨粒粒徑為3μm，此時(shí)MCF拋光液具有最優(yōu)的表面光整能力，所得到的表面粗糙度下降率最大，工件表面粗糙度最低。

表6為RMRR正交試驗(yàn)結(jié)果的極差分析表。由表6可知：B的材料去除率RMRR的極差最大，說(shuō)明B對(duì)RMRR有較大影響，而DCIP和DAP的影響較小。

圖5為各參數(shù)在不同水平下的RMRR平均值。由圖5可知，RMRR都隨B、DCIP和DAP的增加而增大。當(dāng)工件需要較高的加工效率時(shí)，應(yīng)選擇的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.50 T、羰基鐵粉粒徑為7μm、磨粒粒徑為7μm。此時(shí)MCF拋光液具有最高的材料去除能力，MCF拋光后的工件材料去除率最大。

2.3工藝參數(shù)的影響

2.3.1磁感應(yīng)強(qiáng)度的影響

搭建如圖6所示的測(cè)力平臺(tái)，并采用三向測(cè)力儀（9257B，Kistler）測(cè)量MCF在拋光過(guò)程中對(duì)工件施加的正壓力大小。

圖7為表1的MCF拋光液中選用7μm羰基鐵粉和3μm磨料及表2的其他參數(shù)不變時(shí)，MCF在不同磁感應(yīng)強(qiáng)度下的正壓力。由圖7可知，MCF的正壓力隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增加而增大。這是由于羰基鐵粉的飽和磁化強(qiáng)度較高，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度較弱時(shí)，磁團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)變得松散，加持磨粒能力減弱；而當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度較強(qiáng)時(shí)，MCF中的磁團(tuán)簇變得更加穩(wěn)定，羰基鐵粉顆粒間的間距變小，使得拋光液中的磁性顆粒對(duì)磨料的約束效果提升，更多的磨粒可以穩(wěn)定吸附在磁團(tuán)簇上，使得參與拋光的磨粒數(shù)量增加。并且，磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)，單個(gè)磨粒所受的磁場(chǎng)力就越大，提高了MCF拋光液的正壓力，使得其對(duì)工件的切削力增強(qiáng)。因此，磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)，MCF的表面光整與材料去除能力就越強(qiáng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度能夠直接影響MCF拋光液的拋光能力。

2.3.2羰基鐵粉粒徑的影響

羰基鐵粉被磁化后，迅速形成鏈狀結(jié)構(gòu)，夾持著非磁性磨粒隨載液板的旋轉(zhuǎn)對(duì)工件進(jìn)行拋光。將羰基鐵粉通過(guò)振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（vibrating aample magnetometer，VSM）檢測(cè)，得出如圖8所示的不同粒徑羰基鐵粉室溫下的磁滯回線(xiàn)。從圖8可以看出，羰基鐵粉的最大磁化強(qiáng)度隨著其粒徑尺寸的增加而增大。羰基鐵粉的粒徑越大，其被磁化后的加持力越大，使得磨粒受到的壓力更大，從而加強(qiáng)了MCF的拋光能力[16]。

2.3.3磨粒粒徑的影響

圖9為不同磨粒粒徑下的材料去除機(jī)制。如圖9所示：當(dāng)磨粒粒徑較小時(shí)，其單位面積內(nèi)參與拋光的磨粒數(shù)量更多，使工件表面的缺陷被去除，工件表面更平整；而粒徑過(guò)大會(huì)導(dǎo)致磨粒進(jìn)入工件的深度增加，在塑性加工過(guò)程中磨料進(jìn)入工件的深度增加，會(huì)使得拋光效果不均勻，導(dǎo)致表面粗糙度Ra增大[17]。因此，應(yīng)選擇粒徑較小的磨粒，以保證工件加工后的表面質(zhì)量。對(duì)于材料去除率來(lái)說(shuō)，粒徑較小的磨粒的材料去除能力一般，而選擇粒徑較大的磨?？梢栽龃笃淝度牍ぜ纳疃龋构ぜ募庸ば侍岣?。

3灰色關(guān)聯(lián)分析

灰色關(guān)聯(lián)分析是灰色系統(tǒng)理論中的核心內(nèi)容，通過(guò)比較各因素對(duì)主要指標(biāo)的貢獻(xiàn)程度來(lái)分析其重要性，相較于其他多目標(biāo)優(yōu)化方法有很大的優(yōu)勢(shì)[12]?；疑P(guān)聯(lián)度是用來(lái)表示各工藝參數(shù)與理想結(jié)果相關(guān)程度的指標(biāo)，關(guān)聯(lián)度越大表示該參數(shù)水平越理想[18]。

3.1數(shù)據(jù)歸一化處理

由于試驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)在單位和數(shù)量級(jí)上有較大差異，無(wú)法直接進(jìn)行比較，因此需將表4的正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)區(qū)間變換法統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為無(wú)量綱量[19-20]，其轉(zhuǎn)化公式為：

xi（k）=（2）

其中：xi（k）為第k個(gè)指標(biāo)下第i次試驗(yàn)的歸一化結(jié)果；Pi（k）為第k個(gè)指標(biāo)下第i次試驗(yàn)數(shù)據(jù)；在本文中，i=1，2，···，16；k=1，2。

將表4的原始數(shù)據(jù)歸一化后得到的比較數(shù)列為Xi（k）={xi（k）jk=1;2}，其中：

Xi（1）={0，0.109 3，0.215 7，0.162 3，0.448 9，0.520 8，0.477 8，0.532 2，0.590 4，0.607 4，0.672 7，0.827 3，0.675 5，

0.895 5，1.000 0，0.988 7};

Xi（2）={0，0.115 1，0.148 3，0.231 9，0.236 6，0.212 9，0.403 8，0.422 7，0.507 9，0.607 3，0.512 6，0.619 9，0.892 7，

0.906 9，0.899 1，1.000 0}。

對(duì)于本次拋光試驗(yàn)的工件來(lái)說(shuō)，表面粗糙度下降率和材料去除率都是越大越好，因此取參考序列為X0（t2）={X0（t2）jt2=1;2}={1;1}。

3.2灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)與灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算

灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算公式[19-20]為：

式中：ξi為灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)；為分辨系數(shù)，∈[0，1]，取0.50。

灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算公式[19-20]如式（4）所示：

式中：γi為灰色關(guān)聯(lián)度；m為工藝指標(biāo)數(shù)，m=2。

根據(jù)上述公式計(jì)算得到各參數(shù)的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)及灰色關(guān)聯(lián)度，如表7所示。表7中：第16組試驗(yàn)的灰色關(guān)聯(lián)度最大，MCF的綜合拋光性能最優(yōu)。

3.3多目標(biāo)因素優(yōu)化

通過(guò)整體分析多項(xiàng)工藝參數(shù)的優(yōu)化水平，比較各水平的灰色關(guān)聯(lián)度大小，可以得到拋光效果最優(yōu)的工藝參數(shù)。表8為因素各水平下的平均灰色關(guān)聯(lián)度。從表8中可以看出：在綜合考慮表面粗糙度下降率和材料去除率的情況下，磁感應(yīng)強(qiáng)度的灰色關(guān)聯(lián)度大小順序?yàn)棣?：5 Tgt;γ0：4 Tgt;γ0：3 Tgt;γ0：2 T，羰基鐵粉粒徑的灰色關(guān)聯(lián)度大小順序?yàn)棣?μmgt;γ5μmgt;γ3μmgt;γ1μm，磨粒粒徑的灰色關(guān)聯(lián)度大小關(guān)系為γ3μmgt;γ1μmgt;γ5μmgt;γ7μm。

灰色關(guān)聯(lián)度越大，說(shuō)明此水平下表面質(zhì)量和拋光效率的綜合效果越好。因此，通過(guò)上述計(jì)算得出，當(dāng)拋光工藝參數(shù)中磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50 T、羰基鐵粉粒徑DCIP=7μm、磨粒粒徑DAP=3μm時(shí)，MCF的綜合拋光效果最佳。

3.4試驗(yàn)驗(yàn)證

使用上述最優(yōu)工藝參數(shù)組合對(duì)PMMA工件進(jìn)行拋光，將優(yōu)化拋光后得到的工件與正交試驗(yàn)中表面光整能力最優(yōu)的第15組和材料去除能力最優(yōu)的第16組工件分別進(jìn)行對(duì)比。首先，通過(guò)SuperView W1白光干涉儀評(píng)估MCF優(yōu)化前后的工件表面形貌，結(jié)果如圖10所示。由圖10可以看出：在多目標(biāo)因素優(yōu)化后，拋光工件的表面質(zhì)量顯著提高，其表面粗糙度由初始的477 nm降到14 nm，表面粗糙度下降率為97.06%，與優(yōu)化前的第15組的表面粗糙度下降率93.57%相比提高了3.49百分點(diǎn)。之后，通過(guò)Mitutoyo的SJ-410表面輪廓儀測(cè)得MCF優(yōu)化前后的工件表面輪廓曲線(xiàn)如圖11所示。圖11中：優(yōu)化后工件的材料去除深度明顯增加，材料去除率達(dá)到了2.088×108μm3/min，相比第16組的材料去除率2.017×108μm3/min提高了3.5%。綜上，通過(guò)上述試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了灰色關(guān)聯(lián)分析優(yōu)化后的MCF拋光液具有優(yōu)異的拋光能力，用其拋光后工件的表面質(zhì)量得到明顯改善。

4結(jié)論

（1）通過(guò)正交試驗(yàn)，分析MCF拋光過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度、羰基鐵粉粒徑和磨粒粒徑對(duì)工件表面粗糙度下降率和材料去除率的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)磁感應(yīng)強(qiáng)度對(duì)拋光性能的影響最大，羰基鐵粉粒徑的影響次之，磨粒粒徑的影響最小。

（2）通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析，對(duì)多目標(biāo)因素進(jìn)行優(yōu)化，得到綜合考慮工件表面質(zhì)量和加工效率的最優(yōu)工藝參數(shù)組合是：磁感應(yīng)強(qiáng)度，0.50 T；羰基鐵粉粒徑，7μm；磨粒粒徑，3μm，此時(shí)MCF的拋光性能最佳。

（3）使用優(yōu)化后的工藝參數(shù)對(duì)PMMA工件進(jìn)行拋光，工件的表面粗糙度下降率為97.06%，與優(yōu)化前的參數(shù)組合拋光的工件表面粗糙度下降率相比提高了3.49百分點(diǎn)；材料去除率為2.088×108μm3/min，與優(yōu)化前的參數(shù)組合拋光的工件材料去除率相比提高了3.5%。試驗(yàn)驗(yàn)證了灰色關(guān)聯(lián)分析的有效性，且優(yōu)化后的MCF拋光能力顯著提升。

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作者簡(jiǎn)介

通信作者：王有良，男，1986年生，副教授、碩士生導(dǎo)師。主要研究方向：多場(chǎng)（磁場(chǎng)、電場(chǎng)、化學(xué)場(chǎng)等）輔助精密超精密加工等。

E-mail：wangyouliang20@163.com

（編輯：周萬(wàn)里）

Optimization of magnetic compound fluid polishing process parameters for PMMA"workpieces based on grey relational analysis

WANG Youliang1，GAO Xichun1，ZHANG Wenjuan2

（1.School of Mechanical and Electrical Engineering，Lanzhou University of Technology，Lanzhou 730000，China）

（2.State Key Laboratory of Advanced Processing and Recycling of Nonferrous Metals，Lanzhou University of Tech-nology，Lanzhou 730000，China）

Abstract Objectives：MCF polishing technology has become an advanced ultra-precision machining method.To ad-dress the issue of different process parameters in achieving optimal surface quality or maximum processing efficiency in MCF polishing technology，it is necessary to accurately control the range of each process parameter and deeply under-stand the impact of different process parameters on MCF polishing performance.Methods：The process parameters of the MCF polishing tool are optimized based on grey relation analysis（GRA）to meet the requirements of minimum sur-face roughness while improving material removal efficiency.Under the given experimental conditions，it is verified that the optimized MCF polishing tool has excellent polishing performance，and the mechanism of the influences of various process parameters on the polishing performance of the MCF polishing tool is analyzed in detail.Firstly，a three-factor four-level PMMA workpiece polishing experiment is designed using the orthogonal test method，and the influence mechanism of each factor on MCF polishing performance is analyzed.Afterwards，the GRA method is used to optimize multi-objective factors，and the optimization scheme of process parameters with the best polishing effect is determined.Finally，the optimized process parameters are used to verify the polishing of the workpiece，and the surface morphology and the contour of the workpiece are obtained.Results：When the magnetic induction intensity B=0.5 T，the diameter of carbonyl iron powder DCIP=7μm，and the diameter of abrasive particle DAP=3μm，the surface finishing ability of the MCF polishing tool is the best.When the magnetic induction intensity B=0.5 T，the diameter of carbonyl iron powder Dcip=7μm，and the diameter of abrasive particle DAP=7μm，the material removal efficiency of the MCF pol-ishing tool is the highest.The magnetic induction intensity has the greatest impact on the polishing quality and the ma-terial removal efficiency of the MCF polishing tool，followed by the diameter of carbonyl iron powder，while the effect of the diameter of the abrasive particle is relatively small.During the polishing process，abrasive particle with a smaller diameter make the surface of the workpiece smoother，but the processing efficiency is lower.The polishing effect of ab-rasive particles with a larger diameter is uneven，but the processing efficiency is higher.The grey correlation degree of each orthogonal experimental group is calculated based on GRA，and the multi-objective factors were optimized to ob-tain the optimal combination of process parameters，comprehensively considering the workpiece surface quality and pro-cessing efficiency，that is，when the magnetic induction intensity B=0.5 T，the diameter of carbonyl iron powder DCIP=7μm，and the diameter of abrasive particle DAP=3μm，the MCF polishing tools achieve the best comprehensive polish-ing performance.Under the given conditions，the PMMA workpiece is polished by using the optimal process parameter，reducing the surface roughness of the workpiece from 477 nm to 14 nm，with a surface roughness reduction rate of 97.06%，which is 3.49 percentage points higher than that before optimization.The material removal rate reaches 2.088×108 m3/min，which is 3.5%higher than that without optimization.Conclusions：The process parameter combina-tion obtained through GRA optimization not only meets the requirements for high surface quality of the workpiece，but also significantly improves the material removal rate of the MCF polishing tool.After GRA optimization，the polishing ability of the MCF polishing tool is significantly enhanced.

Key words magnetic compound fluid；grey relational analysis；process parameters；surface roughness；material remov-al rate