线性液动压抛光加工流体动压特性研究
发布时间：2021-01-21 06:12
随着微电子学领域和光学领域及其相关技术的发展,对所需材料表面质量的要求越来越高,超光滑表面加工技术随之受到发展和重视。本文研究的线性液动压抛光加工技术具有加工精度高、材料去除均匀、无表面及亚表面损伤等优点,在工件的超光滑表面加工中具有很好的应用前景。本文对线性液动压抛光抛光加工方法进行了研究。基于流体力学和材料去除原理进行了理论分析。进行了流体仿真分析,研究了各设计参数和工艺参数对产生液动压力大小和分布的影响情况。搭建了线性液动压抛光加工试验平台,开展相关抛光加工试验,研究了加工工艺参数对加工效率和加工效果的影响,并验证了该方法的超光滑表面加工能力。论文主要研究内容如下:1、根据流体动力学基本方程、流体动压润滑理论以及材料去除机理,对该抛光加工方法进行了理论研究,揭示了线性液动压抛光加工实现材料去除的工作原理。2、通过ANSYS Fluent流体仿真软件进行了线性液动压抛光的数值模拟,分析了各参数对产生流体动压力大小和分布的变化规律,为后续抛光辊子设计及工艺参数的选择提供了依据。3、搭建了线性液动压抛光加工试验平台,对K9玻璃进行了抛光加工试验,试验结果表明线性液动压加工具有超光滑表面...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
机械抛光装置示意图
使被加工工件与抛光盘上的各点随机接触，从而使工件表面的材料去除更加均匀。浴法抛光加工装置示意图如图1-2 所示[5]。相比传统机械抛光，浴法抛光加工过程产生的热量可快速扩散到抛光液中，工件与抛光盘的热变形小，同时浴法抛光中工件与抛光盘接触柔和，无“边缘效应”的影响。但是浴法抛光技术也存在一定的技术缺陷，会在被加工工件的表面产生亚表面损伤，并且抛光盘容易被磨损，导致加工的稳定性和可重复性较差[6]。载荷抛光液研磨盘工件
图 1-3 化学机械抛光示意图[9]Figure 1-3. Schematic diagram of chemical mechanical polishing磁流变抛光磁流变抛光（Magnetorheo1ogical Finishing，MRF）是利用磁流变抛光液效应实现抛光加工的。磁流变液在不加磁场时是可流动的液体，在外加用下，磁流变液的流变特性会发生急剧变化，表现为类似固体的性质，带凸起，成为具有粘塑性的“磨头”。当工件与“磨头”发生快速相对工件表面会受到很大的剪切力，从而实现工件表面材料的去除，其示意4 所示[14]。磁性抛光磨粒的研制和磁流体抛光过程的数字化控制是磁流体抛光的两点。Manas Das 等人[15]研究了磁流变抛光的加工工艺，提出了材料去除率糙度的预测模型，发现表面粗糙度随电流和抛光循环次数的增加而降低实验验证了理论的正确性。彭小强等人[16]对磁流变液的配制以及加工工行了研究，配置出水基磁流变抛光液，研制了磁流变抛光样机，并对 B璃进行抛光加工实验，通过加工使工件面型精度达到 RMS 0.66 nm。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于非牛顿流体新型液浮法抛光技术研究[J]. 秦琳,弥谦,李宏. 应用光学. 2019(02)
[2]大抛光模磁流变超光滑平面抛光技术研究[J]. 王永强,尹韶辉. 金属加工(冷加工). 2018(08)
[3]磁流变抛光技术发展[J]. 沙树静,胡锦飞,张和权. 机械工程师. 2018(07)
[4]基于CFD-DEM耦合的面约束软性磨粒流加工特性研究[J]. 计时鸣,葛江勤,高涛,谭大鹏,陈国达,李琛. 机械工程学报. 2018(05)
[5]化学机械抛光（CMP）设备关键技术浅析[J]. 王海明. 自动化应用. 2018(02)
[6]基于超声波激振强化的软性磨粒流光整加工模拟与试验研究[J]. 计时鸣,李军,谭大鹏. 机械工程学报. 2016(21)
[7]磨料液体射流抛光技术研究进展[J]. 陈逢军,苗想亮,唐宇,尹韶辉. 中国机械工程. 2015(22)
[8]多喷嘴射流抛光系统材料去除率分析[J]. 罗银川,李秀龙,张蓉竹. 光学技术. 2015(04)
[9]超光滑表面加工技术研究进展[J]. 文东辉,周海锋,徐钉,朴钟宇. 机电工程. 2015(05)
[10]浴法抛光中抛光粉粒径对去除效果影响的试验研究[J]. 张杨,徐清兰,陈梅,张蓉竹. 光学技术. 2014(06)
博士论文
[1]剪切增稠抛光方法的基础研究[D]. 李敏.湖南大学 2015
[2]磨料水射流抛光技术研究[D]. 李兆泽.国防科学技术大学 2011
[3]弹性约束游离磨料超光滑表面加工技术的研究[D]. 张富.吉林大学 2007
[4]确定性磁流变抛光的关键技术研究[D]. 彭小强.国防科学技术大学 2004
硕士论文
[1]钛合金及镍基合金化学机械抛光研究[D]. 史智丰.大连理工大学 2017
[2]液动压悬浮抛光压力场的数值模拟与试验研究[D]. 李攀星.浙江工业大学 2017
[3]基于流体动力润滑效应的双转弹性发射加工技术研究[D]. 李庆宇.国防科学技术大学 2015
[4]盘式动压抛光理论及实验研究[D]. 刁彦飞.天津大学 2014
[5]基于颗粒轨道模型的螺旋离心泵内固液两相流动特性研究[D]. 申正精.兰州理工大学 2014
[6]基于ANSYS的混流泵数值模拟仿真[D]. 闫利宇.西华大学 2014
[7]弹性发射加工中磨粒群运动特性的研究[D]. 徐兴芹.大连理工大学 2013
[8]K9光学玻璃化学机械磨削用磨具的研制及性能研究[D]. 王斌.大连理工大学 2013
[9]液体喷射抛光技术[D]. 方慧.苏州大学 2004
本文编号：2990623
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
机械抛光装置示意图
使被加工工件与抛光盘上的各点随机接触，从而使工件表面的材料去除更加均匀。浴法抛光加工装置示意图如图1-2 所示[5]。相比传统机械抛光，浴法抛光加工过程产生的热量可快速扩散到抛光液中，工件与抛光盘的热变形小，同时浴法抛光中工件与抛光盘接触柔和，无“边缘效应”的影响。但是浴法抛光技术也存在一定的技术缺陷，会在被加工工件的表面产生亚表面损伤，并且抛光盘容易被磨损，导致加工的稳定性和可重复性较差[6]。载荷抛光液研磨盘工件
图 1-3 化学机械抛光示意图[9]Figure 1-3. Schematic diagram of chemical mechanical polishing磁流变抛光磁流变抛光（Magnetorheo1ogical Finishing，MRF）是利用磁流变抛光液效应实现抛光加工的。磁流变液在不加磁场时是可流动的液体，在外加用下，磁流变液的流变特性会发生急剧变化，表现为类似固体的性质，带凸起，成为具有粘塑性的“磨头”。当工件与“磨头”发生快速相对工件表面会受到很大的剪切力，从而实现工件表面材料的去除，其示意4 所示[14]。磁性抛光磨粒的研制和磁流体抛光过程的数字化控制是磁流体抛光的两点。Manas Das 等人[15]研究了磁流变抛光的加工工艺，提出了材料去除率糙度的预测模型，发现表面粗糙度随电流和抛光循环次数的增加而降低实验验证了理论的正确性。彭小强等人[16]对磁流变液的配制以及加工工行了研究，配置出水基磁流变抛光液，研制了磁流变抛光样机，并对 B璃进行抛光加工实验，通过加工使工件面型精度达到 RMS 0.66 nm。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于非牛顿流体新型液浮法抛光技术研究[J]. 秦琳,弥谦,李宏. 应用光学. 2019(02)
[2]大抛光模磁流变超光滑平面抛光技术研究[J]. 王永强,尹韶辉. 金属加工(冷加工). 2018(08)
[3]磁流变抛光技术发展[J]. 沙树静,胡锦飞,张和权. 机械工程师. 2018(07)
[4]基于CFD-DEM耦合的面约束软性磨粒流加工特性研究[J]. 计时鸣,葛江勤,高涛,谭大鹏,陈国达,李琛. 机械工程学报. 2018(05)
[5]化学机械抛光（CMP）设备关键技术浅析[J]. 王海明. 自动化应用. 2018(02)
[6]基于超声波激振强化的软性磨粒流光整加工模拟与试验研究[J]. 计时鸣,李军,谭大鹏. 机械工程学报. 2016(21)
[7]磨料液体射流抛光技术研究进展[J]. 陈逢军,苗想亮,唐宇,尹韶辉. 中国机械工程. 2015(22)
[8]多喷嘴射流抛光系统材料去除率分析[J]. 罗银川,李秀龙,张蓉竹. 光学技术. 2015(04)
[9]超光滑表面加工技术研究进展[J]. 文东辉,周海锋,徐钉,朴钟宇. 机电工程. 2015(05)
[10]浴法抛光中抛光粉粒径对去除效果影响的试验研究[J]. 张杨,徐清兰,陈梅,张蓉竹. 光学技术. 2014(06)
博士论文
[1]剪切增稠抛光方法的基础研究[D]. 李敏.湖南大学 2015
[2]磨料水射流抛光技术研究[D]. 李兆泽.国防科学技术大学 2011
[3]弹性约束游离磨料超光滑表面加工技术的研究[D]. 张富.吉林大学 2007
[4]确定性磁流变抛光的关键技术研究[D]. 彭小强.国防科学技术大学 2004
硕士论文
[1]钛合金及镍基合金化学机械抛光研究[D]. 史智丰.大连理工大学 2017
[2]液动压悬浮抛光压力场的数值模拟与试验研究[D]. 李攀星.浙江工业大学 2017
[3]基于流体动力润滑效应的双转弹性发射加工技术研究[D]. 李庆宇.国防科学技术大学 2015
[4]盘式动压抛光理论及实验研究[D]. 刁彦飞.天津大学 2014
[5]基于颗粒轨道模型的螺旋离心泵内固液两相流动特性研究[D]. 申正精.兰州理工大学 2014
[6]基于ANSYS的混流泵数值模拟仿真[D]. 闫利宇.西华大学 2014
[7]弹性发射加工中磨粒群运动特性的研究[D]. 徐兴芹.大连理工大学 2013
[8]K9光学玻璃化学机械磨削用磨具的研制及性能研究[D]. 王斌.大连理工大学 2013
[9]液体喷射抛光技术[D]. 方慧.苏州大学 2004
本文编号：2990623
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