叶序排布磨粒族砂轮磨削性能试验研究

发布时间：2017-08-25 14:00

  本文关键词：叶序排布磨粒族砂轮磨削性能试验研究

  更多相关文章： 叶序理论 磨粒族砂轮 电解蚀刻 磨削性能 流体仿真

【摘要】：磨削加工是机械加工方法中重要的加工方式之一,是磨料在工件表面划擦或耕犁达到去除材料的目的。“工欲善其事,必先利其器。”砂轮的制造是整个磨削过程中至关重要的环节,砂轮的特性与组织形态对磨削力、磨削温度、磨削效率、被加工工件的精度、表面完整性等都起到了关键作用,砂轮的好坏直接影响磨削加工的质量。因此,在磨削加工中,为了提高砂轮的磨削性能,砂轮的制造技术一直是人们研究的热点。本文首先将叶序理论与磨削机理相融合,提出了一种新型叶序排布磨粒族砂轮,并分析了叶序系数、磨粒族直径、磨粒族排布形式等对磨粒族排布形态的影响。结合金属蚀刻原理和电镀技术,设计出该新型叶序排布磨粒族砂轮的制造工艺流程,并利用三维造型软件(UG)设计出不同参数磨粒族砂轮。其次根据所设计的新型叶序排布磨粒族砂轮的制造工艺流程,制造出所设计参数的磨粒族砂轮。其中的关键步骤是叶序排布防蚀层的制备,叶序排布凸台表面的制备、以及如何在叶序排布凸台表面实现磨粒族的可控排布。本文采用光刻技术制备了叶序排布防蚀层,利用电解蚀刻加工出叶序排布凸台表面,并在凸台间隙涂覆可剥离电镀绝缘漆成功的实现了磨粒族在叶序排布凸台表面的可控排布。然后搭建了磨削试验平台,对叶序排布磨粒族砂轮进行了磨削性能对比试验。本文分别进行了不同叶序系数、不同磨粒族直径、不同磨粒族排布形式、不同磨削参数下的磨粒族砂轮磨削性能对比试验,结果表明:通过改变磨粒族砂轮的叶序系数、磨粒族直径、磨粒族排布形式等可以实现磨粒族砂轮的优化;选取合适的磨削参数(进给速度vw、砂轮线速度vs、磨削厚度ap)可以实现磨粒族砂轮良好的磨削性能,且在相同的磨削试验条件下,叶序排布磨粒族砂轮的磨削性能要优于其他磨粒族排布形式的砂轮。最后利用FLUENT软件对磨削区磨削液的流动状态进行了仿真,仿真结果表明:磨削液在叶序排布磨粒族砂轮磨削区内沿着叶列线沟槽均匀流动,且叶序排布磨粒族砂轮磨削区磨削液的流动要比其他排布形式的磨粒族砂轮流动更均匀。
【关键词】：叶序理论 磨粒族砂轮 电解蚀刻 磨削性能 流体仿真
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG580.6
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 绪论13-26
• 1.1 课题研究背景13-14
• 1.2 国内外相关技术研究概况14-24
• 1.2.1 磨粒有序化排布研究现状14-19
• 1.2.2 金属蚀刻技术的研究现状19-21
• 1.2.3 磨削区磨削液流场的研究现状21-24
• 1.3 课题来源及研究内容24-25
• 1.3.1 课题来源24
• 1.3.2 本课题研究内容24-25
• 1.4 课题研究意义25
• 1.5 本章小结25-26
• 第2章 叶序排布磨粒族砂轮的设计26-40
• 2.1 叶序理论与砂轮设计26-27
• 2.2 砂轮基体的设计27-28
• 2.3 磨料种类与粒度的选择28-29
• 2.3.1 磨料种类的选择28
• 2.3.2 磨料粒度的选择28-29
• 2.4 磨粒族砂轮参数的确定29-33
• 2.4.1 叶序系数的选择29-31
• 2.4.2 磨粒族直径的选择31-32
• 2.4.3 排布形式的选择32-33
• 2.5 制造磨粒族砂轮工艺流程的设计33-34
• 2.6 磨粒族砂轮三维模型的设计34-39
• 2.7 本章小结39-40
• 第3章 叶序排布磨粒族砂轮的制造40-59
• 3.1 砂轮基体的制造40
• 3.2 叶序排布凸台的电解蚀刻制造40-50
• 3.2.1 叶序排布防蚀层的制备40-44
• 3.2.1.1 叶序排布防蚀层的材料41-42
• 3.2.1.2 曝光装置42
• 3.2.1.3 叶序排布掩膜板的制作42-43
• 3.2.1.4 叶序排布防蚀层的制备过程43-44
• 3.2.2 凸台的电解蚀刻制造44-50
• 3.2.2.1 电解蚀刻原理44
• 3.2.2.2 电解蚀刻参数的研究44-47
• 3.2.2.3 电解蚀刻制造凸台流程47-48
• 3.2.2.4 叶序凸台实物48-49
• 3.2.2.5 缺陷凸台原因分析49-50
• 3.3 电镀前处理50-51
• 3.3.1 电镀原理50
• 3.3.2 磨粒镀前处理50-51
• 3.4 叶序排布磨粒族砂轮的电镀51-57
• 3.4.1 砂轮基体空镀51
• 3.4.2 凸台沟槽涂覆电镀绝缘漆51-52
• 3.4.3 凸台表面电镀前处理52
• 3.4.4 凸台表面空度、上砂镀52-53
• 3.4.5 剥离电镀绝缘漆53-55
• 3.4.6 加厚电镀55
• 3.4.7 磨粒族砂轮实物55-57
• 3.5 本章小结57-59
• 第4章 叶序排布磨粒族砂轮磨削性能试验59-103
• 4.1 试验材料59
• 4.2 试验设备及试验方案59-70
• 4.2.1 试验设备与测量装置59-65
• 4.2.2 试验系统的构建65
• 4.2.3 试验方案的设计65-70
• 4.3 不同叶序系数叶序排布磨粒族砂轮磨削性能对比试验70-78
• 4.3.1 磨削力的对比分析70-72
• 4.3.2 磨削温度的对比分析72-73
• 4.3.3 表面粗糙度的对比分析73-74
• 4.3.4 加工表面形貌的对比分析74-75
• 4.3.5 砂轮磨损的对比分析75-78
• 4.4 不同磨粒族直径叶序排布磨粒族砂轮磨削性能对比试验78-83
• 4.4.1 磨削力的对比分析78-80
• 4.4.2 磨削温度的对比分析80-81
• 4.4.3 表面粗糙度的对比分析81-82
• 4.4.4 加工表面形貌的对比分析82-83
• 4.4.5 砂轮磨损的对比分析83
• 4.5 不同磨粒族排布形式的磨粒族砂轮磨削性能对比试验83-88
• 4.5.1 磨削力的对比分析83-85
• 4.5.2 磨削温度的对比分析85-86
• 4.5.3 表面粗糙度的对比分析86-87
• 4.5.4 加工表面形貌的对比分析87
• 4.5.5 砂轮磨损的对比分析87-88
• 4.6 不同磨削参数下磨粒族砂轮磨削性能对比试验88-101
• 4.6.1 磨削力的对比分析89-93
• 4.6.1.1 磨削厚度对磨粒族砂轮磨削力的影响89-90
• 4.6.1.2 进给速度对磨粒族砂轮磨削力的影响90-91
• 4.6.1.3 砂轮线速度对磨粒族砂轮磨削力的影响91-93
• 4.6.2 磨削温度的对比分析93-95
• 4.6.2.1 磨削厚度对磨粒族砂轮磨削温度的影响93
• 4.6.2.2 进给速度对磨粒族砂轮磨削温度的影响93-94
• 4.6.2.3 砂轮线速度对磨粒族砂轮磨削温度的影响94-95
• 4.6.3 表面粗糙度的对比分析95-97
• 4.6.3.1 磨削厚度对表面粗糙度的影响95
• 4.6.3.2 进给速度对表面粗糙度的影响95-96
• 4.6.3.3 砂轮线速度对表面粗糙度的影响96-97
• 4.6.4 加工表面形貌的对比分析97-101
• 4.6.4.1 磨削厚度对加工表面形貌的影响97-98
• 4.6.4.2 进给速度对加工表面形貌的影响98-99
• 4.6.4.3 砂轮线速度对加工表面形貌的影响99-101
• 4.7 本章小结101-103
• 第5章 叶序排布磨粒族砂轮磨削区流场仿真103-114
• 5.1 CFD和FLUENT软件概述103-105
• 5.1.1 CFD概述103-104
• 5.1.2 FLUENT软件概述104-105
• 5.2 磨削过程中磨粒族运动状态数学模型的建立105-107
• 5.2.1 齐次坐标表示法概述105
• 5.2.2 磨粒族运动轨迹数学模型的建立105-107
• 5.3 磨削过程中磨削液流动状态的数值模拟107-113
• 5.3.1 计算区域与网格的生成107
• 5.3.2 计算域边界条件的建立107-108
• 5.3.3 磨粒族直径对磨削区磨削液流动状态的影响108-109
• 5.3.4 叶序系数对磨削区磨削液流动状态的影响109-111
• 5.3.5 磨粒族不同排布对磨削区磨削液流动状态的影响111-112
• 5.3.6 砂轮线速度对磨削区磨削液流动状态的影响112-113
• 5.4 本章小结113-114
• 结论114-116
• 参考文献116-119
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果119-120
• 致谢120-121

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 E.H.马斯洛夫 ,Б.A.依格那托夫 ,徐绍原;砂轮耐磨时间与磨削用量的关系[J];机床与工具;1955年08期

2 ;宽砂轮磨削[J];技术情报通讯;1970年22期

3 ;300毫米宽砂轮磨削试验小结[J];技术情报通讯;1972年02期

4 董庆年;怎样选择砂轮(二)[J];人造金刚石与砂轮;1980年03期

5 于敏玺;;浸二硫化钼的砂轮[J];机械工人.冷加工;1985年12期

6 张忠跃,轩维高;砂轮破碎事故的教训[J];劳动保护;1990年12期

7 郑清超,郑凤超,荆长生;磨瓦楞机辊砂轮的研制[J];磨料磨具与磨削;1993年05期

8 叶伟昌,梁萍;砂轮技术的新进展[J];机械制造;2000年03期

9 自立;选择合理的磨削砂轮[J];世界制造技术与装备市场;2001年04期

10 叶伟昌 ,梁萍;新型砂轮的发展与应用[J];精密制造与自动化;2003年03期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 王大川;王金柱;;如何选择正确的砂轮[A];中国特殊钢年会2005论文集[C];2005年

2 郑清超;荆长生;;磨瓦楞机辊砂轮的研制[A];中国电子学会生产技术学会机械加工专业委员会第五届学术年会论文集（下）[C];1992年

3 王君明;宾鸿赞;汤漾平;;汽车及其零部件的先进制造技术与装备——盆状砂轮磨削钟形壳椭圆沟道的工艺及磨床的研究[A];2009年促进中部崛起专家论坛暨第五届湖北科技论坛——装备制造产业发展论坛论文集（上）[C];2009年

4 杜存记;沈剑云;徐西鹏;;树脂结合剂CBN砂轮磨削高速钢时的温度测量与分析[A];福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C];2005年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 唐萍;防止一瞬间出现的致命伤害[N];中国安全生产报;2009年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 王君明;盆状砂轮磨削钟形壳椭圆沟道的研究[D];华中科技大学;2009年

2 田业冰;大尺寸硅片磨削平整化理论与工艺技术的研究[D];大连理工大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 邵美丽;磨粒叶序排布端面砂轮磨削机理的若干研究[D];沈阳理工大学;2015年

2 马飞;叶序排布磨粒族砂轮磨削性能试验研究[D];沈阳理工大学;2015年

3 张冰峰;高效磨削用热管砂轮设计与换热性能仿真分析[D];南京航空航天大学;2011年

4 路遥;螺杆转子磨削砂轮在线修整方法研究[D];大连理工大学;2012年

5 刘庆伦;任意母线砂轮修形机控制系统研究[D];武汉理工大学;2008年

6 高尚;超精密磨削硅片的软磨料砂轮的研制[D];大连理工大学;2009年

7 彭远志;大平面砂轮磨削温度的理论分析及数值仿真[D];重庆大学;2014年

8 宋志阳;环保型BCB砂轮磨削工艺优化及磨削机理研究[D];浙江工业大学;2010年

9 蔡姚杰;基于DEM的软固结气压砂轮粘磨层性能数值模拟实验研究[D];浙江工业大学;2013年

10 李晓亮;基于虚拟现实的陶瓷结合剂CBN砂轮磨削研究[D];东北大学　;2009年

，

本文编号：737041