本文關(guān)鍵詞：葉序排布磨粒族砂輪磨削性能試驗(yàn)研究

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【摘要】：磨削加工是機(jī)械加工方法中重要的加工方式之一,是磨料在工件表面劃擦或耕犁達(dá)到去除材料的目的。“工欲善其事,必先利其器。”砂輪的制造是整個(gè)磨削過程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié),砂輪的特性與組織形態(tài)對(duì)磨削力、磨削溫度、磨削效率、被加工工件的精度、表面完整性等都起到了關(guān)鍵作用,砂輪的好壞直接影響磨削加工的質(zhì)量。因此,在磨削加工中,為了提高砂輪的磨削性能,砂輪的制造技術(shù)一直是人們研究的熱點(diǎn)。本文首先將葉序理論與磨削機(jī)理相融合,提出了一種新型葉序排布磨粒族砂輪,并分析了葉序系數(shù)、磨粒族直徑、磨粒族排布形式等對(duì)磨粒族排布形態(tài)的影響。結(jié)合金屬蝕刻原理和電鍍技術(shù),設(shè)計(jì)出該新型葉序排布磨粒族砂輪的制造工藝流程,并利用三維造型軟件(UG)設(shè)計(jì)出不同參數(shù)磨粒族砂輪。其次根據(jù)所設(shè)計(jì)的新型葉序排布磨粒族砂輪的制造工藝流程,制造出所設(shè)計(jì)參數(shù)的磨粒族砂輪。其中的關(guān)鍵步驟是葉序排布防蝕層的制備,葉序排布凸臺(tái)表面的制備、以及如何在葉序排布凸臺(tái)表面實(shí)現(xiàn)磨粒族的可控排布。本文采用光刻技術(shù)制備了葉序排布防蝕層,利用電解蝕刻加工出葉序排布凸臺(tái)表面,并在凸臺(tái)間隙涂覆可剝離電鍍絕緣漆成功的實(shí)現(xiàn)了磨粒族在葉序排布凸臺(tái)表面的可控排布。然后搭建了磨削試驗(yàn)平臺(tái),對(duì)葉序排布磨粒族砂輪進(jìn)行了磨削性能對(duì)比試驗(yàn)。本文分別進(jìn)行了不同葉序系數(shù)、不同磨粒族直徑、不同磨粒族排布形式、不同磨削參數(shù)下的磨粒族砂輪磨削性能對(duì)比試驗(yàn),結(jié)果表明:通過改變磨粒族砂輪的葉序系數(shù)、磨粒族直徑、磨粒族排布形式等可以實(shí)現(xiàn)磨粒族砂輪的優(yōu)化;選取合適的磨削參數(shù)(進(jìn)給速度vw、砂輪線速度vs、磨削厚度ap)可以實(shí)現(xiàn)磨粒族砂輪良好的磨削性能,且在相同的磨削試驗(yàn)條件下,葉序排布磨粒族砂輪的磨削性能要優(yōu)于其他磨粒族排布形式的砂輪。最后利用FLUENT軟件對(duì)磨削區(qū)磨削液的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果表明:磨削液在葉序排布磨粒族砂輪磨削區(qū)內(nèi)沿著葉列線溝槽均勻流動(dòng),且葉序排布磨粒族砂輪磨削區(qū)磨削液的流動(dòng)要比其他排布形式的磨粒族砂輪流動(dòng)更均勻。
【關(guān)鍵詞】：葉序理論 磨粒族砂輪 電解蝕刻 磨削性能 流體仿真
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG580.6
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-26
• 1.1 課題研究背景13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)研究概況14-24
• 1.2.1 磨粒有序化排布研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.2 金屬蝕刻技術(shù)的研究現(xiàn)狀19-21
• 1.2.3 磨削區(qū)磨削液流場(chǎng)的研究現(xiàn)狀21-24
• 1.3 課題來源及研究?jī)?nèi)容24-25
• 1.3.1 課題來源24
• 1.3.2 本課題研究?jī)?nèi)容24-25
• 1.4 課題研究意義25
• 1.5 本章小結(jié)25-26
• 第2章 葉序排布磨粒族砂輪的設(shè)計(jì)26-40
• 2.1 葉序理論與砂輪設(shè)計(jì)26-27
• 2.2 砂輪基體的設(shè)計(jì)27-28
• 2.3 磨料種類與粒度的選擇28-29
• 2.3.1 磨料種類的選擇28
• 2.3.2 磨料粒度的選擇28-29
• 2.4 磨粒族砂輪參數(shù)的確定29-33
• 2.4.1 葉序系數(shù)的選擇29-31
• 2.4.2 磨粒族直徑的選擇31-32
• 2.4.3 排布形式的選擇32-33
• 2.5 制造磨粒族砂輪工藝流程的設(shè)計(jì)33-34
• 2.6 磨粒族砂輪三維模型的設(shè)計(jì)34-39
• 2.7 本章小結(jié)39-40
• 第3章 葉序排布磨粒族砂輪的制造40-59
• 3.1 砂輪基體的制造40
• 3.2 葉序排布凸臺(tái)的電解蝕刻制造40-50
• 3.2.1 葉序排布防蝕層的制備40-44
• 3.2.1.1 葉序排布防蝕層的材料41-42
• 3.2.1.2 曝光裝置42
• 3.2.1.3 葉序排布掩膜板的制作42-43
• 3.2.1.4 葉序排布防蝕層的制備過程43-44
• 3.2.2 凸臺(tái)的電解蝕刻制造44-50
• 3.2.2.1 電解蝕刻原理44
• 3.2.2.2 電解蝕刻參數(shù)的研究44-47
• 3.2.2.3 電解蝕刻制造凸臺(tái)流程47-48
• 3.2.2.4 葉序凸臺(tái)實(shí)物48-49
• 3.2.2.5 缺陷凸臺(tái)原因分析49-50
• 3.3 電鍍前處理50-51
• 3.3.1 電鍍?cè)?/span>50
• 3.3.2 磨粒鍍前處理50-51
• 3.4 葉序排布磨粒族砂輪的電鍍51-57
• 3.4.1 砂輪基體空鍍51
• 3.4.2 凸臺(tái)溝槽涂覆電鍍絕緣漆51-52
• 3.4.3 凸臺(tái)表面電鍍前處理52
• 3.4.4 凸臺(tái)表面空度、上砂鍍52-53
• 3.4.5 剝離電鍍絕緣漆53-55
• 3.4.6 加厚電鍍55
• 3.4.7 磨粒族砂輪實(shí)物55-57
• 3.5 本章小結(jié)57-59
• 第4章 葉序排布磨粒族砂輪磨削性能試驗(yàn)59-103
• 4.1 試驗(yàn)材料59
• 4.2 試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)方案59-70
• 4.2.1 試驗(yàn)設(shè)備與測(cè)量裝置59-65
• 4.2.2 試驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建65
• 4.2.3 試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)65-70
• 4.3 不同葉序系數(shù)葉序排布磨粒族砂輪磨削性能對(duì)比試驗(yàn)70-78
• 4.3.1 磨削力的對(duì)比分析70-72
• 4.3.2 磨削溫度的對(duì)比分析72-73
• 4.3.3 表面粗糙度的對(duì)比分析73-74
• 4.3.4 加工表面形貌的對(duì)比分析74-75
• 4.3.5 砂輪磨損的對(duì)比分析75-78
• 4.4 不同磨粒族直徑葉序排布磨粒族砂輪磨削性能對(duì)比試驗(yàn)78-83
• 4.4.1 磨削力的對(duì)比分析78-80
• 4.4.2 磨削溫度的對(duì)比分析80-81
• 4.4.3 表面粗糙度的對(duì)比分析81-82
• 4.4.4 加工表面形貌的對(duì)比分析82-83
• 4.4.5 砂輪磨損的對(duì)比分析83
• 4.5 不同磨粒族排布形式的磨粒族砂輪磨削性能對(duì)比試驗(yàn)83-88
• 4.5.1 磨削力的對(duì)比分析83-85
• 4.5.2 磨削溫度的對(duì)比分析85-86
• 4.5.3 表面粗糙度的對(duì)比分析86-87
• 4.5.4 加工表面形貌的對(duì)比分析87
• 4.5.5 砂輪磨損的對(duì)比分析87-88
• 4.6 不同磨削參數(shù)下磨粒族砂輪磨削性能對(duì)比試驗(yàn)88-101
• 4.6.1 磨削力的對(duì)比分析89-93
• 4.6.1.1 磨削厚度對(duì)磨粒族砂輪磨削力的影響89-90
• 4.6.1.2 進(jìn)給速度對(duì)磨粒族砂輪磨削力的影響90-91
• 4.6.1.3 砂輪線速度對(duì)磨粒族砂輪磨削力的影響91-93
• 4.6.2 磨削溫度的對(duì)比分析93-95
• 4.6.2.1 磨削厚度對(duì)磨粒族砂輪磨削溫度的影響93
• 4.6.2.2 進(jìn)給速度對(duì)磨粒族砂輪磨削溫度的影響93-94
• 4.6.2.3 砂輪線速度對(duì)磨粒族砂輪磨削溫度的影響94-95
• 4.6.3 表面粗糙度的對(duì)比分析95-97
• 4.6.3.1 磨削厚度對(duì)表面粗糙度的影響95
• 4.6.3.2 進(jìn)給速度對(duì)表面粗糙度的影響95-96
• 4.6.3.3 砂輪線速度對(duì)表面粗糙度的影響96-97
• 4.6.4 加工表面形貌的對(duì)比分析97-101
• 4.6.4.1 磨削厚度對(duì)加工表面形貌的影響97-98
• 4.6.4.2 進(jìn)給速度對(duì)加工表面形貌的影響98-99
• 4.6.4.3 砂輪線速度對(duì)加工表面形貌的影響99-101
• 4.7 本章小結(jié)101-103
• 第5章 葉序排布磨粒族砂輪磨削區(qū)流場(chǎng)仿真103-114
• 5.1 CFD和FLUENT軟件概述103-105
• 5.1.1 CFD概述103-104
• 5.1.2 FLUENT軟件概述104-105
• 5.2 磨削過程中磨粒族運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立105-107
• 5.2.1 齊次坐標(biāo)表示法概述105
• 5.2.2 磨粒族運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)學(xué)模型的建立105-107
• 5.3 磨削過程中磨削液流動(dòng)狀態(tài)的數(shù)值模擬107-113
• 5.3.1 計(jì)算區(qū)域與網(wǎng)格的生成107
• 5.3.2 計(jì)算域邊界條件的建立107-108
• 5.3.3 磨粒族直徑對(duì)磨削區(qū)磨削液流動(dòng)狀態(tài)的影響108-109
• 5.3.4 葉序系數(shù)對(duì)磨削區(qū)磨削液流動(dòng)狀態(tài)的影響109-111
• 5.3.5 磨粒族不同排布對(duì)磨削區(qū)磨削液流動(dòng)狀態(tài)的影響111-112
• 5.3.6 砂輪線速度對(duì)磨削區(qū)磨削液流動(dòng)狀態(tài)的影響112-113
• 5.4 本章小結(jié)113-114
• 結(jié)論114-116
• 參考文獻(xiàn)116-119
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果119-120
• 致謝120-121

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本文編號(hào)：737041