線性液動(dòng)壓拋光加工流體動(dòng)壓特性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-21 06:12
隨著微電子學(xué)領(lǐng)域和光學(xué)領(lǐng)域及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)所需材料表面質(zhì)量的要求越來越高,超光滑表面加工技術(shù)隨之受到發(fā)展和重視。本文研究的線性液動(dòng)壓拋光加工技術(shù)具有加工精度高、材料去除均勻、無表面及亞表面損傷等優(yōu)點(diǎn),在工件的超光滑表面加工中具有很好的應(yīng)用前景。本文對(duì)線性液動(dòng)壓拋光拋光加工方法進(jìn)行了研究;诹黧w力學(xué)和材料去除原理進(jìn)行了理論分析。進(jìn)行了流體仿真分析,研究了各設(shè)計(jì)參數(shù)和工藝參數(shù)對(duì)產(chǎn)生液動(dòng)壓力大小和分布的影響情況。搭建了線性液動(dòng)壓拋光加工試驗(yàn)平臺(tái),開展相關(guān)拋光加工試驗(yàn),研究了加工工藝參數(shù)對(duì)加工效率和加工效果的影響,并驗(yàn)證了該方法的超光滑表面加工能力。論文主要研究內(nèi)容如下:1、根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)基本方程、流體動(dòng)壓潤滑理論以及材料去除機(jī)理,對(duì)該拋光加工方法進(jìn)行了理論研究,揭示了線性液動(dòng)壓拋光加工實(shí)現(xiàn)材料去除的工作原理。2、通過ANSYS Fluent流體仿真軟件進(jìn)行了線性液動(dòng)壓拋光的數(shù)值模擬,分析了各參數(shù)對(duì)產(chǎn)生流體動(dòng)壓力大小和分布的變化規(guī)律,為后續(xù)拋光輥?zhàn)釉O(shè)計(jì)及工藝參數(shù)的選擇提供了依據(jù)。3、搭建了線性液動(dòng)壓拋光加工試驗(yàn)平臺(tái),對(duì)K9玻璃進(jìn)行了拋光加工試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明線性液動(dòng)壓加工具有超光滑表面...
【文章來源】:浙江工業(yè)大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
機(jī)械拋光裝置示意圖
使被加工工件與拋光盤上的各點(diǎn)隨機(jī)接觸,從而使工件表面的材料去除更加均勻。浴法拋光加工裝置示意圖如圖1-2 所示[5]。相比傳統(tǒng)機(jī)械拋光,浴法拋光加工過程產(chǎn)生的熱量可快速擴(kuò)散到拋光液中,工件與拋光盤的熱變形小,同時(shí)浴法拋光中工件與拋光盤接觸柔和,無“邊緣效應(yīng)”的影響。但是浴法拋光技術(shù)也存在一定的技術(shù)缺陷,會(huì)在被加工工件的表面產(chǎn)生亞表面損傷,并且拋光盤容易被磨損,導(dǎo)致加工的穩(wěn)定性和可重復(fù)性較差[6]。載荷拋光液研磨盤工件
圖 1-3 化學(xué)機(jī)械拋光示意圖[9]Figure 1-3. Schematic diagram of chemical mechanical polishing磁流變拋光磁流變拋光(Magnetorheo1ogical Finishing,MRF)是利用磁流變拋光液效應(yīng)實(shí)現(xiàn)拋光加工的。磁流變液在不加磁場(chǎng)時(shí)是可流動(dòng)的液體,在外加用下,磁流變液的流變特性會(huì)發(fā)生急劇變化,表現(xiàn)為類似固體的性質(zhì),帶凸起,成為具有粘塑性的“磨頭”。當(dāng)工件與“磨頭”發(fā)生快速相對(duì)工件表面會(huì)受到很大的剪切力,從而實(shí)現(xiàn)工件表面材料的去除,其示意4 所示[14]。磁性拋光磨粒的研制和磁流體拋光過程的數(shù)字化控制是磁流體拋光的兩點(diǎn)。Manas Das 等人[15]研究了磁流變拋光的加工工藝,提出了材料去除率糙度的預(yù)測(cè)模型,發(fā)現(xiàn)表面粗糙度隨電流和拋光循環(huán)次數(shù)的增加而降低實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論的正確性。彭小強(qiáng)等人[16]對(duì)磁流變液的配制以及加工工行了研究,配置出水基磁流變拋光液,研制了磁流變拋光樣機(jī),并對(duì) B璃進(jìn)行拋光加工實(shí)驗(yàn),通過加工使工件面型精度達(dá)到 RMS 0.66 nm。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于非牛頓流體新型液浮法拋光技術(shù)研究[J]. 秦琳,彌謙,李宏. 應(yīng)用光學(xué). 2019(02)
[2]大拋光模磁流變超光滑平面拋光技術(shù)研究[J]. 王永強(qiáng),尹韶輝. 金屬加工(冷加工). 2018(08)
[3]磁流變拋光技術(shù)發(fā)展[J]. 沙樹靜,胡錦飛,張和權(quán). 機(jī)械工程師. 2018(07)
[4]基于CFD-DEM耦合的面約束軟性磨粒流加工特性研究[J]. 計(jì)時(shí)鳴,葛江勤,高濤,譚大鵬,陳國達(dá),李琛. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(05)
[5]化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)淺析[J]. 王海明. 自動(dòng)化應(yīng)用. 2018(02)
[6]基于超聲波激振強(qiáng)化的軟性磨粒流光整加工模擬與試驗(yàn)研究[J]. 計(jì)時(shí)鳴,李軍,譚大鵬. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(21)
[7]磨料液體射流拋光技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 陳逢軍,苗想亮,唐宇,尹韶輝. 中國機(jī)械工程. 2015(22)
[8]多噴嘴射流拋光系統(tǒng)材料去除率分析[J]. 羅銀川,李秀龍,張蓉竹. 光學(xué)技術(shù). 2015(04)
[9]超光滑表面加工技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 文東輝,周海鋒,徐釘,樸鐘宇. 機(jī)電工程. 2015(05)
[10]浴法拋光中拋光粉粒徑對(duì)去除效果影響的試驗(yàn)研究[J]. 張楊,徐清蘭,陳梅,張蓉竹. 光學(xué)技術(shù). 2014(06)
博士論文
[1]剪切增稠拋光方法的基礎(chǔ)研究[D]. 李敏.湖南大學(xué) 2015
[2]磨料水射流拋光技術(shù)研究[D]. 李兆澤.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[3]彈性約束游離磨料超光滑表面加工技術(shù)的研究[D]. 張富.吉林大學(xué) 2007
[4]確定性磁流變拋光的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 彭小強(qiáng).國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2004
碩士論文
[1]鈦合金及鎳基合金化學(xué)機(jī)械拋光研究[D]. 史智豐.大連理工大學(xué) 2017
[2]液動(dòng)壓懸浮拋光壓力場(chǎng)的數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究[D]. 李攀星.浙江工業(yè)大學(xué) 2017
[3]基于流體動(dòng)力潤滑效應(yīng)的雙轉(zhuǎn)彈性發(fā)射加工技術(shù)研究[D]. 李慶宇.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[4]盤式動(dòng)壓拋光理論及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 刁彥飛.天津大學(xué) 2014
[5]基于顆粒軌道模型的螺旋離心泵內(nèi)固液兩相流動(dòng)特性研究[D]. 申正精.蘭州理工大學(xué) 2014
[6]基于ANSYS的混流泵數(shù)值模擬仿真[D]. 閆利宇.西華大學(xué) 2014
[7]彈性發(fā)射加工中磨粒群運(yùn)動(dòng)特性的研究[D]. 徐興芹.大連理工大學(xué) 2013
[8]K9光學(xué)玻璃化學(xué)機(jī)械磨削用磨具的研制及性能研究[D]. 王斌.大連理工大學(xué) 2013
[9]液體噴射拋光技術(shù)[D]. 方慧.蘇州大學(xué) 2004
本文編號(hào):2990623
【文章來源】:浙江工業(yè)大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
機(jī)械拋光裝置示意圖
使被加工工件與拋光盤上的各點(diǎn)隨機(jī)接觸,從而使工件表面的材料去除更加均勻。浴法拋光加工裝置示意圖如圖1-2 所示[5]。相比傳統(tǒng)機(jī)械拋光,浴法拋光加工過程產(chǎn)生的熱量可快速擴(kuò)散到拋光液中,工件與拋光盤的熱變形小,同時(shí)浴法拋光中工件與拋光盤接觸柔和,無“邊緣效應(yīng)”的影響。但是浴法拋光技術(shù)也存在一定的技術(shù)缺陷,會(huì)在被加工工件的表面產(chǎn)生亞表面損傷,并且拋光盤容易被磨損,導(dǎo)致加工的穩(wěn)定性和可重復(fù)性較差[6]。載荷拋光液研磨盤工件
圖 1-3 化學(xué)機(jī)械拋光示意圖[9]Figure 1-3. Schematic diagram of chemical mechanical polishing磁流變拋光磁流變拋光(Magnetorheo1ogical Finishing,MRF)是利用磁流變拋光液效應(yīng)實(shí)現(xiàn)拋光加工的。磁流變液在不加磁場(chǎng)時(shí)是可流動(dòng)的液體,在外加用下,磁流變液的流變特性會(huì)發(fā)生急劇變化,表現(xiàn)為類似固體的性質(zhì),帶凸起,成為具有粘塑性的“磨頭”。當(dāng)工件與“磨頭”發(fā)生快速相對(duì)工件表面會(huì)受到很大的剪切力,從而實(shí)現(xiàn)工件表面材料的去除,其示意4 所示[14]。磁性拋光磨粒的研制和磁流體拋光過程的數(shù)字化控制是磁流體拋光的兩點(diǎn)。Manas Das 等人[15]研究了磁流變拋光的加工工藝,提出了材料去除率糙度的預(yù)測(cè)模型,發(fā)現(xiàn)表面粗糙度隨電流和拋光循環(huán)次數(shù)的增加而降低實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論的正確性。彭小強(qiáng)等人[16]對(duì)磁流變液的配制以及加工工行了研究,配置出水基磁流變拋光液,研制了磁流變拋光樣機(jī),并對(duì) B璃進(jìn)行拋光加工實(shí)驗(yàn),通過加工使工件面型精度達(dá)到 RMS 0.66 nm。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于非牛頓流體新型液浮法拋光技術(shù)研究[J]. 秦琳,彌謙,李宏. 應(yīng)用光學(xué). 2019(02)
[2]大拋光模磁流變超光滑平面拋光技術(shù)研究[J]. 王永強(qiáng),尹韶輝. 金屬加工(冷加工). 2018(08)
[3]磁流變拋光技術(shù)發(fā)展[J]. 沙樹靜,胡錦飛,張和權(quán). 機(jī)械工程師. 2018(07)
[4]基于CFD-DEM耦合的面約束軟性磨粒流加工特性研究[J]. 計(jì)時(shí)鳴,葛江勤,高濤,譚大鵬,陳國達(dá),李琛. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(05)
[5]化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)淺析[J]. 王海明. 自動(dòng)化應(yīng)用. 2018(02)
[6]基于超聲波激振強(qiáng)化的軟性磨粒流光整加工模擬與試驗(yàn)研究[J]. 計(jì)時(shí)鳴,李軍,譚大鵬. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(21)
[7]磨料液體射流拋光技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 陳逢軍,苗想亮,唐宇,尹韶輝. 中國機(jī)械工程. 2015(22)
[8]多噴嘴射流拋光系統(tǒng)材料去除率分析[J]. 羅銀川,李秀龍,張蓉竹. 光學(xué)技術(shù). 2015(04)
[9]超光滑表面加工技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 文東輝,周海鋒,徐釘,樸鐘宇. 機(jī)電工程. 2015(05)
[10]浴法拋光中拋光粉粒徑對(duì)去除效果影響的試驗(yàn)研究[J]. 張楊,徐清蘭,陳梅,張蓉竹. 光學(xué)技術(shù). 2014(06)
博士論文
[1]剪切增稠拋光方法的基礎(chǔ)研究[D]. 李敏.湖南大學(xué) 2015
[2]磨料水射流拋光技術(shù)研究[D]. 李兆澤.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[3]彈性約束游離磨料超光滑表面加工技術(shù)的研究[D]. 張富.吉林大學(xué) 2007
[4]確定性磁流變拋光的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 彭小強(qiáng).國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2004
碩士論文
[1]鈦合金及鎳基合金化學(xué)機(jī)械拋光研究[D]. 史智豐.大連理工大學(xué) 2017
[2]液動(dòng)壓懸浮拋光壓力場(chǎng)的數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究[D]. 李攀星.浙江工業(yè)大學(xué) 2017
[3]基于流體動(dòng)力潤滑效應(yīng)的雙轉(zhuǎn)彈性發(fā)射加工技術(shù)研究[D]. 李慶宇.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[4]盤式動(dòng)壓拋光理論及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 刁彥飛.天津大學(xué) 2014
[5]基于顆粒軌道模型的螺旋離心泵內(nèi)固液兩相流動(dòng)特性研究[D]. 申正精.蘭州理工大學(xué) 2014
[6]基于ANSYS的混流泵數(shù)值模擬仿真[D]. 閆利宇.西華大學(xué) 2014
[7]彈性發(fā)射加工中磨粒群運(yùn)動(dòng)特性的研究[D]. 徐興芹.大連理工大學(xué) 2013
[8]K9光學(xué)玻璃化學(xué)機(jī)械磨削用磨具的研制及性能研究[D]. 王斌.大連理工大學(xué) 2013
[9]液體噴射拋光技術(shù)[D]. 方慧.蘇州大學(xué) 2004
本文編號(hào):2990623
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/lxlw/2990623.html
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