機械零件表面結(jié)構(gòu)化能夠起到減阻耐磨的作用,為獲得特定的結(jié)構(gòu)化表面,研究者們主要采用了壓印、化學蝕刻、激光等加工方法,但這些加工方法在大量生產(chǎn)時會出現(xiàn)污染排放、效率低下、成本昂貴等問題。此外,激光加工的耗能較大,而化學蝕刻難以控制微結(jié)構(gòu)的精度,壓印只能加工少數(shù)易發(fā)生塑性形變的材料,無法加工硬脆等難加工表面。超硬磨料加工是解決以上問題的有效方法之一,但磨削加工主要依賴于表面具有特定表面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化砂輪,所以如何制造具有特定結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化砂輪是解決上述問題的關(guān)鍵。本文將葉序排布、陣列排布、錯位排布運用到結(jié)構(gòu)化砂輪的制造中,采用電鍍的方法制造出了不同磨粒簇排布的結(jié)構(gòu)化砂輪。首先建立了三種結(jié)構(gòu)化砂輪的表面數(shù)學模型和運動模型,用MATLAB仿真了三種砂輪磨削的外圓工件表面并討論了凹坑、凸臺、凹槽結(jié)構(gòu)化表面形成規(guī)律以及磨削深度、轉(zhuǎn)速比、葉序系數(shù)對工件表面形貌的影響;然后分析了電鍍砂輪的制造工藝并制造出了不同葉序系數(shù)以及不同排布的結(jié)構(gòu)化砂輪,分析砂輪制造過程中的原理、工藝以及故障的解決;最后設計相應的磨削實驗,用三種砂輪磨削外圓工件并用相應儀器觀察測量工件表面形貌,驗證仿真實驗結(jié)果的正確性。實驗結(jié)果表明... 

【文章來源】：沈陽理工大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題的背景及意義
    1.2 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 非光滑表面的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 規(guī)則表面制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 磨削法獲得結(jié)構(gòu)化表面的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 課題的來源及意義
        1.3.1 課題的來源
        1.3.2 課題的研究意義
    1.4 本課題研究內(nèi)容
第2章 表面結(jié)構(gòu)化砂輪的運動學研究
    2.1 表面結(jié)構(gòu)化砂輪模型的建立
        2.1.1 磨粒簇葉序排布砂輪表面模型建立
        2.1.2 磨粒簇的陣列排布和錯位排布模型建立
        2.1.3 磨粒簇形狀的選擇
        2.1.4 結(jié)構(gòu)化砂輪磨粒運動軌跡模型建立
    2.2 實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化表面磨削的邊界條件
        2.2.1 實現(xiàn)凹坑表面的邊界條件
        2.2.2 實現(xiàn)凹槽(筋條)表面的邊界條件
        2.2.3 實現(xiàn)凸臺表面的邊界條件
    2.3 磨粒簇葉序排布砂輪磨削結(jié)構(gòu)化表面形貌的仿真
        2.3.1 仿真的基本條件與策略
        2.3.2 仿真結(jié)果與分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 磨粒簇葉序排布砂輪的設計與制備
    3.1 電鍍砂輪的制備過程及其原理
        3.1.1 電鍍儀器的介紹
        3.1.2 電鍍過程的總體介紹
        3.1.3 電鍍過程的原理介紹
        3.1.4 電鍍方案的選擇
    3.2 防鍍層的制備
        3.2.1 掩膜板的制作
        3.2.2 曝光的過程
        3.2.3 曝光后處理
        3.2.4 曝光過程中的故障分析
    3.3 磨粒簇葉序排布砂輪的制造工藝
        3.3.1 電鍍前處理
        3.3.2 上砂及脫膜
        3.3.3 加厚電鍍層
        3.3.4 電鍍后處理
        3.3.5 電鍍過程中的故障分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 結(jié)構(gòu)化表面的磨削實驗研究
    4.1 實驗設備與總體條件
        4.1.1 實驗系統(tǒng)的構(gòu)成
        4.1.2 實驗方案與條件
    4.2 結(jié)構(gòu)化表面的磨削實驗結(jié)果與分析
        4.2.1 磨粒簇葉序排布砂輪的磨削結(jié)果與分析
        4.2.2 磨粒簇陣列、錯位排布砂輪的磨削結(jié)果與分析
        4.2.3 磨粒簇葉序排布與陣列、錯位排布砂輪的磨削結(jié)果與分析
    4.3 結(jié)構(gòu)化表面缺陷分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]表面結(jié)構(gòu)化砂輪磨削加工技術(shù)研究進展[J]. 郭兵,金錢余,趙清亮,吳明濤,曾昭奇.  哈爾濱工業(yè)大學學報. 2016(07)
[2]鯊魚皮仿生結(jié)構(gòu)應用及制造技術(shù)綜述[J]. 劉寶勝,吳為,曾元松.  塑性工程學報. 2014(04)
[3]一種磨粒族葉序排布的端面砂輪及其銑磨實驗[J]. 呂玉山,王軍,趙成義,賀艷.  兵工學報. 2013(12)
[4]微結(jié)構(gòu)表面精密磨削技術(shù)及其功能特性開發(fā)[J]. 謝晉,李萍,吳可可,裴曉斌,劉亞俊,謝海璠.  機械工程學報. 2013(23)
[5]仿生制造的生物成形方法[J]. 張德遠,蔡軍,李翔,姜興剛,韓鑫,陳博.  機械工程學報. 2010(05)

碩士論文
[1]葉序排布磨粒族砂輪磨削性能試驗研究[D]. 馬飛.沈陽理工大學 2015
[2]電鍍金剛石線鋸的實驗研究[D]. 呂世強.中國海洋大學 2012
[3]ELID磨削砂輪表面氧化膜厚度在線檢測[D]. 王銀霞.西安工業(yè)大學 2011
[4]碳鋼表面機械合金化制備高Cr合金層的研究[D]. 黃真.南京航空航天大學 2008
[5]磨料群可控排布技術(shù)及其砂輪的研制[D]. 袁和平.大連理工大學 2007



本文編號：3197446