當(dāng)前,以光學(xué)玻璃、碳化硅、結(jié)晶硅等為原材料的光學(xué)元器件得到了廣泛應(yīng)用。在光學(xué)元件及其模具的制造中,為了得到理想的表面質(zhì)量,利用微細(xì)砂輪對其進(jìn)行精密磨削是最為可靠的手段。而傳統(tǒng)的微細(xì)砂輪中存在的一個普遍問題是磨粒排布無規(guī)律,磨粒聚集現(xiàn)象較多,導(dǎo)致磨削表面質(zhì)量不均勻。本文提出采用靜電噴霧的方式噴射金剛石磨粒以獲得均勻分布的金剛石磨粒,提高砂輪磨削表面質(zhì)量。本文對磨粒靜電噴霧的原理及實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探討,主要研究內(nèi)容包括以下幾點(diǎn):(1)從帶電液滴的破碎、液滴的運(yùn)動受力、和靜電霧化過程等方面揭示了金剛石磨粒在靜電場中的分布機(jī)理。用Maxwell軟件對噴嘴電極和環(huán)狀電極間的電場進(jìn)行了仿真,分析了針-環(huán)電極的電場分布特性及電場強(qiáng)度隨電極電壓、電極間距、環(huán)狀電極直徑、噴嘴電極直徑的變化情況。(2)設(shè)計(jì)并搭建了金剛石磨粒噴霧裝置,解決了裝置射流偏向的問題。在吐溫80和煤油體積比3:1的條件下制備了穩(wěn)定分散的金剛石磨粒懸浮液,其在靜置6h后仍保持著較好的穩(wěn)定性,分析了懸浮液成分、磨粒濃度及磨料粒徑對懸浮液穩(wěn)定性的影響。用分布均勻度、分布密度、分布范圍三個指標(biāo)對金剛石磨粒的分布情況進(jìn)行評價,并比較分析了網(wǎng)格法和...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 砂輪磨粒均勻分布的研究狀況
    1.3 靜電噴霧的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 實(shí)驗(yàn)測量手段
        1.3.3 靜電噴霧的應(yīng)用研究
    1.4 問題提出及解決方案
    1.5 論文研究目的與內(nèi)容
        1.5.1 論文研究目的
        1.5.2 論文研究內(nèi)容及章節(jié)安排
    1.6 本章小結(jié)
第2章 金剛石磨粒靜電噴霧機(jī)理
    2.1 金剛石磨粒靜電噴霧過程
    2.2 靜電噴霧的基本理論
        2.2.1 靜電噴霧模式
        2.2.2 電極放電方式
        2.2.3 電極充電方式
        2.2.4 泰勒錐的形成
    2.3 靜電噴霧的霧化區(qū)域
        2.3.1 射流區(qū)
        2.3.2 波紋區(qū)
        2.3.3 霧滴區(qū)
    2.4 顆粒與液滴的耦合關(guān)系
    2.5 靜電噴霧液滴的運(yùn)動受力分析
    2.6 針-環(huán)電極空間電場強(qiáng)度仿真
        2.6.1 Maxwell仿真流程
        2.6.2 針-環(huán)電極電場分布特性
        2.6.3 電極電壓對電場強(qiáng)度的影響
        2.6.4 電極間距對電場強(qiáng)度的影響
        2.6.5 環(huán)狀電極對電場強(qiáng)度的影響
        2.6.6 噴嘴電極直徑對電場強(qiáng)度的影響
    2.7 本章小結(jié)
第3章 實(shí)驗(yàn)裝置搭建及驗(yàn)證
    3.1 實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)
        3.1.1 整體裝置的組成
        3.1.2 噴嘴電極
        3.1.3 環(huán)狀電極
        3.1.4 微量注射泵
        3.1.5 高壓靜電發(fā)生器
        3.1.6 實(shí)驗(yàn)平臺的搭建
    3.2 實(shí)驗(yàn)材料的選取及準(zhǔn)備
        3.2.1 磨粒材料
        3.2.2 分散劑
    3.3 檢測儀器
    3.4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
        3.4.1 三種不同模式的靜電噴霧實(shí)驗(yàn)
        3.4.2 不同電壓下的噴霧形狀
        3.4.3 噴嘴堵塞問題
        3.4.4 液體射流偏向問題
        3.4.5 液體分層現(xiàn)象
    3.5 金剛石磨粒噴射驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
        3.5.1 電極電壓對金剛石磨粒分布的影響
        3.5.2 噴射時間對金剛石磨粒分布的影響
        3.5.3 金剛石磨粒濃度對金剛石磨粒分布的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 金剛石磨粒靜電噴霧實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 金剛石磨粒懸浮液的制備
        4.1.1 懸浮液成分的選取
        4.1.2 懸浮液成分配比對穩(wěn)定性的影響
        4.1.3 金剛石磨粒顆粒濃度對懸浮液穩(wěn)定性的影響
        4.1.4 金剛石磨粒粒徑對懸浮液穩(wěn)定性的影響
    4.2 金剛石磨粒分布的評價方法及圖像處理過程
        4.2.1 網(wǎng)格法
        4.2.2 截距法
        4.2.3 金剛石磨粒分布密度的評價
        4.2.4 金剛石磨粒分布范圍的評價
        4.2.5 不同網(wǎng)格劃分下金剛石磨粒分布均勻性
        4.2.6 截距法分析磨粒分布均勻性
        4.2.7 金剛石磨粒計(jì)數(shù)的圖像處理過程
    4.3 不同參數(shù)對金剛石磨粒分布特性的影響
        4.3.1 不同電極電壓對金剛石磨粒分布特性的影響
        4.3.2 不同液體流量對金剛石磨粒分布特性的影響
        4.3.3 不同接收距離對金剛石磨粒分布特性的影響
        4.3.4 不同范圍內(nèi)金剛石磨粒的分布特性
        4.3.5 不同噴射時間內(nèi)金剛石磨粒分布
        4.3.6 不同磨粒粒徑對金剛石磨粒分布特性的影響
    4.4 單個液滴包含金剛石磨粒數(shù)目
        4.4.1 不同電壓和流量的影響
        4.4.2 不同接收距離和流量的影響
    4.5 磨粒層薄片的制備
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄B 在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號：3870552