隨著科技的不斷進步,人們對工件表面的精度要求越來越高,如更好的面型精度,更低的粗糙度,更快的加工效率等。對于傳統(tǒng)的平面和球面研磨,無論是大口徑還是小口徑的工件都有比較成熟的研磨工藝,但是平面和球面已經(jīng)無法滿足很多工件的制造要求,因此探求一種高精度,高效率,低成本的非球面加工技術(shù)成為了一個重要任務(wù)。固著磨料拋物面研磨是一種拋物面加工的新方法。本文首先對固著磨料拋物面研磨的研磨機理進行了研究,從磨粒的微觀形貌出發(fā),對磨粒與工件間的接觸狀態(tài)提出假設(shè),根據(jù)拋物面研磨時的受力狀態(tài),總結(jié)出了工件表面的壓強分布情況以及相對研磨速度變化規(guī)律,并得出驅(qū)動力矩的計算方法,為磨具的設(shè)計制作提供了依據(jù)。然后從單個磨粒的角度出發(fā),討論了研磨工藝參數(shù)對材料去除率和表面粗糙度的影響,建立了理論預(yù)測模型,并利用計算機輔助軟件對不同硬度工件材料的材料去除率和表面粗糙度進行了數(shù)值模擬仿真,得出了各個工藝參數(shù)對材料去除率和表面粗糙度的影響趨勢。最后基于磨具保形磨損理論,推導(dǎo)出磨具上丸片的排布規(guī)律,利用ANSYS Workbench中的Design Exploration系統(tǒng)優(yōu)化了環(huán)帶間的距離,得到滿足要求的磨具系統(tǒng),并用優(yōu)... 

【文章來源】：長春理工大學吉林省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

電磁永磁振動頭[4]

5圖1.3磁流體[8]（3）化學機械研磨化學機械研磨是一種將化學與機械相結(jié)合的加工方法，在研磨加工過程中，混有化學試劑的研磨液與待加工工件發(fā)生化學反應(yīng)，形成一層保護層，在研磨盤和工件相互作用的情況下，磨粒的棱角對保護層進行材料去除，裸露出來的工件再次與化學試劑發(fā)生反應(yīng)，如此往復(fù)，直到機械去除與化學反應(yīng)達到平衡。機械研磨具有加工速度快，表面平整度高的優(yōu)點，化學研磨則具有較高的加工精度，但是純化學研磨加工效率低，表面質(zhì)量差，化學機械研磨同時具備了兩者的優(yōu)點，由于是在原子層面發(fā)生作用，所以工件的表面質(zhì)量較好，因此，該技術(shù)在光學、航天及微電子等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用[14]。同時化學機械研磨技術(shù)也是精密設(shè)備向精細化、集成化和微型化發(fā)展的產(chǎn)物[15]。（4）采用研磨膜研磨采用研磨膜研磨是一種新的研磨方法，所謂的研磨膜系指細粒度磨粒的聚酯薄膜砂帶。將研磨膜粘結(jié)在接觸滾子上，在一定的壓力條件下，主軸帶動滾子旋轉(zhuǎn)，通過滾子上的研磨膜完成工件的精整加工。相比于傳統(tǒng)的散粒研磨，研磨膜研磨可以通過控制砂帶上磨料的粒度來控制工件已加工表面粗糙度，加工精度更高，表面質(zhì)量更好。日本材料技術(shù)研究協(xié)會的川島德道就研磨膜的工藝展開研究，闡述了研磨膜的構(gòu)造、粒度對研磨性能的影響[16]。日本千葉大學的樋口靜一采用有限元分析法研究了工件、研磨膜和滾子之間的接觸情況，并在此基礎(chǔ)上探討了脂膜厚度，磨粒形狀尺寸等參數(shù)的作用。（5）磁射流拋光O.W.Fahnle博士針對復(fù)雜面型光學零件的加工提出了射流拋光技術(shù)[17-18]。這項技術(shù)是利用計算機實時控制小噴管的開合來控制高速拋光液噴射的壓力及方向，從而將混有磨粒的高速拋光液作用于待加工工件，實現(xiàn)材料去除。理論上是可以加工任何?

6射流液都表現(xiàn)出了一種無序和不可控性，磁射流拋光技術(shù)則具有較高的穩(wěn)定性，但是可以看出由于拋光斑尺寸較小，所以不適用于加工大口徑工件，并且對機床的精度尺寸也有較高的要求，因此，僅僅只能用來加工中小口徑的光學零部件。目前，墨西哥大學的E.Sohn等人正嘗試利用磁射流拋光技術(shù)拋光1米級的大口徑工件[21-23]。圖1.4磁射流液[20]a)普通液體b)磁射流液c)磁場下的磁射流液（6）其他研磨加工方法隨著對研磨研究的不斷深入，研究者們還提出了許多其他的研磨方法。這些新型加工技術(shù)，主要是提高了工件的精度，但是絕大部分都沒能從根本上解決研磨效率低的問題，特別是某些加工方法還具有較高的成本，不適用于批量加工。固著磨料高速研磨技術(shù)是一種新型的加工方法，這種加工方法大大提高了生產(chǎn)效率，降低了成本，被人們廣泛應(yīng)用。1.3固著磨料研磨技術(shù)及研究現(xiàn)狀固著磨料高速研磨就是將散亂的磨料利用結(jié)合劑粘結(jié)起來燒制成丸片，然后將丸片按照一定的排布規(guī)律固結(jié)在研磨盤上制成不同形狀的專用磨具，最后將磨具固定在高速研磨機的主軸上隨主軸轉(zhuǎn)動，在一定的壓力條件下，完成對工件的切削，其專用磨具構(gòu)造如圖1.5所示。日本的JuichiIkeno等人在20世紀60年代利用固著磨料高速研磨技術(shù)制造出了光滑的硅片表面；韓國的E.S.Lee等人將在線電解修整技術(shù)和固著磨料研磨技術(shù)相結(jié)合成功地完成了硬脆材料的精整加工[24]。70年代初國內(nèi)將目光投向了此項加工技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的研磨方法，固著磨料高速研磨能顯著提高加工速度，因此一經(jīng)出現(xiàn)就迅速引起人們的重視。張云電教授將聲學系統(tǒng)和固著磨料研磨技術(shù)相結(jié)合，研制了一種可在內(nèi)控珩磨機上使用的超聲微研磨裝置[25]；王旭等人利用固著磨料研磨技術(shù)制造了碳化硅反射鏡，并與傳統(tǒng)?

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]固結(jié)磨料研磨藍寶石工件的材料去除機理及工藝研究[D]. 王建彬.南京航空航天大學 2015

碩士論文
[1]固結(jié)磨料高速研磨加工技術(shù)研究[D]. 孫媛媛.長春理工大學 2018
[2]單晶藍寶石基片固結(jié)磨料研磨工藝研究[D]. 林智富.大連理工大學 2016
[3]固結(jié)磨粒面接觸磨削接觸狀態(tài)研究[D]. 劉振東.天津大學 2009



本文編號：3582572