磨料有序化排布油石超精研磨结构化表面的若干问题研究

发布时间：2022-04-23 18:38

　　结构化网纹表面具有减小接触摩擦阻力的功能,进而提升零件的摩擦学性能。因此,减阻结构化表面的高效制造已经成为国内外研究者的研究热点。超精研加工通常是一件产品的最终加工工序,其加工网纹会直接保留在工件表面,因此,产品的摩擦学性能将直接受到超精研加工参数的影响。传统的超精研加工,其油石磨粒大多呈无规则排布,没有实现人为的可控,导致参与超精研加工的有效磨粒数量减少,工件表面网纹不均匀。针对以上问题,本文采用磨粒有序化排布油石正弦振荡加工圆柱外圆,探究外圆结构化网纹表面的创成机理,建立起相应的理论,解决关键技术问题,为零件的减阻结构化表面的制造提供一种新的理论和方法。论文建立了叶序排布、阵列排布、错位排布磨粒有序化排布油石磨粒的简谐振动运动学方程,说明实现均匀网纹的条件,通过三维形貌仿真的对比,得出结构化网纹表面形成机理;设计制备了磨粒有序化油石,包括磨粒筛选、有序化排布掩膜的制备、电镀油石,重点介绍了油石的电镀工艺,具体分析了电镀时可能发生的问题及解决方法;最后通过超精研实验对仿真结果进行了验证,分析了网纹交叉处隆起高度的变化规律以及长度支撑率的变化规律。结果表明:使用磨粒有序化排布油石正弦振... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 超精研结构化表面的研究现状
        1.2.2 珩磨结构化表面的研究现状
        1.2.3 油石的有序化制造
    1.3 课题的来源及意义
        1.3.1 课题的来源
        1.3.2 课题研究的意义
    1.4 课题研究的主要内容概述
第2章 超精研结构化表面的运动仿真
    2.1 磨粒运动轨迹方程的建立
        2.1.1 建立油石磨粒叶序排布方程
        2.1.2 磨粒轮廓点位置方程
        2.1.3 磨粒叶序排布油石运动轨迹方程
    2.2 实现均等网纹表面的条件
        2.2.1 轨迹重合的条件
        2.2.2 轨迹均匀分布
        2.2.3 网纹夹角
    2.3 仿真策略及初始条件
        2.3.1 均等网纹轨迹仿真策略
        2.3.2 初始条件
        2.3.3 仿真结果与分析
    2.4 本章小结
第3章 工程化油石的设计与制造
    3.1 油石的设计
        3.1.1 油石基体的设计
        3.1.2 排布参数的确定
    3.2 有序化排布掩膜的制备
        3.2.1 掩膜的功能及性能要求
        3.2.2 有序化排布掩膜的选取
        3.2.3 有序化排布掩膜的制备
        3.2.4 曝光过程中的故障分析
    3.3 磨料和电镀液的选择
        3.3.1 电镀原理
        3.3.2 磨料的选择
        3.3.3 电镀液的选择
        3.3.4 光亮镀液配方对电镀结果产生影响的分析
    3.4 有序化排布油石的电镀工艺
        3.4.1 电镀前准备工作
        3.4.2 电镀过程中的上砂方法
        3.4.3 掩膜孔尺寸对基体上砂效果的影响
        3.4.4 电镀工艺过程
    3.5 电镀质量的检测
        3.5.1 电镀镍层的要求
        3.5.2 电镀镍层性能测试
    3.6 粘贴油石
    3.7 本章小结
第4章 超精研结构化表面的实验研究
    4.1 实验设备与总体条件
        4.1.1 粗糙度轮廓仪
        4.1.2 实验方案与条件
    4.2 超精研结构化表面实验结果与分析
        4.2.1 磨粒有序化排布油石超精研结构化表面的结果与分析
    4.3 油石磨粒缺陷分析
    4.4 网纹表面缺陷分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
致谢



本文编号：3647760