磁射流拋光是一種用于光學(xué)加工的子孔徑拋光技術(shù),是一種高精度、穩(wěn)定的拋光方法。其特殊的加工原理,使得其綜合了磁流變拋光與水射流拋光的優(yōu)勢。在對小口徑或高陡度深腔形零件的拋光和修整面形的應(yīng)用中具有極大的潛力和優(yōu)勢。然而,由于涉及磁學(xué)、流體力學(xué)、材料磨削力學(xué)等多學(xué)科知識,對磁射流拋光的加工機(jī)理研究缺乏系統(tǒng)性,實(shí)驗(yàn)研究也欠充分。因此,本文設(shè)計(jì)并制造了一種磁射流拋光裝置,新裝置具有更好的循環(huán)和攪拌模式,其集成到六自由度機(jī)械臂上,能夠更加靈活有效地進(jìn)行復(fù)雜曲面拋光,并且利用Maxwell軟件對螺線管進(jìn)行了有限元分析,證明了磁場裝置對磁射流的聚束作用。通過對磁射流拋光的動力學(xué)理論的研究,并利用Fluent有限元仿真軟件對垂直入射、斜入射和邊緣效應(yīng)等情況進(jìn)行了研究,研究流體速度和工件所受壓力的分布特征,并基于Preston方程建立了仿真去除函數(shù)模型。之后,針對實(shí)驗(yàn)中去除函數(shù)的各種影響因素(磁場、流速、磨料種類和濃度、工件材料、入射角度等)進(jìn)行了詳細(xì)的研究和分析。驗(yàn)證了磁射流拋光設(shè)備的精確性和穩(wěn)定性,并證明了磁射流去除函數(shù)對時(shí)間具有很好的線性度。對不同形狀的去除函數(shù)進(jìn)行了分析,包括高斯形去除函數(shù)的產(chǎn)生條...

【文章頁數(shù)】：154 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 相關(guān)光學(xué)加工技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 CCOS加工技術(shù)
        1.2.2 MRF拋光技術(shù)
        1.2.3 磨料水射流拋光技術(shù)
    1.3 磁射流拋光技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展
    1.4 本論文的主要研究內(nèi)容
第2章 磁射流拋光裝置
    2.1 本章概述
    2.2 循環(huán)攪拌系統(tǒng)
        2.2.1 磁射流攪拌回收裝置
        2.2.2 磁射流供給裝置
        2.2.3 磁射流液粘度控制裝置
    2.3 動力裝置
    2.4 磁場發(fā)生系統(tǒng)
        2.4.1 磁射流液聚束機(jī)理
        2.4.2 磁場發(fā)生裝置
    2.5 工件運(yùn)動系統(tǒng)及運(yùn)動空間標(biāo)定
    2.6 本章小結(jié)
第3章 磁射流拋光材料去除機(jī)理分析
    3.1 本章概述
    3.2 磁射流流動過程分析
    3.3 磁射流沖擊工件過程的CFD仿真計(jì)算設(shè)置
        3.3.1 網(wǎng)格劃分及邊界條件的設(shè)置
        3.3.2 模型選擇及數(shù)值方法
        3.3.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析
        3.3.4 力學(xué)仿真分析
        3.3.5 斜入射狀態(tài)CFD仿真
    3.4 去除函數(shù)模型
    3.5 邊緣效應(yīng)分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 工藝參數(shù)對去除函數(shù)的影響
    4.1 本章概述
    4.2 實(shí)驗(yàn)條件
    4.3 工作參數(shù)對去除函數(shù)的影響
        4.3.1 磁場強(qiáng)度的影響
        4.3.2 去除隨拋光時(shí)間線性實(shí)驗(yàn)分析
        4.3.3 拋光液成分的影響
        4.3.4 射流液穩(wěn)定性
        4.3.5 射流速度對去除函數(shù)的影響
        4.3.6 射流液入射角度的影響
        4.3.7 擾動對去除函數(shù)的影響
    4.4 被加工工件材料對去除函數(shù)影響
        4.4.1 BK7玻璃與熔石英玻璃
        4.4.2 導(dǎo)磁材料加工分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 粗糙度演化機(jī)理
    5.1 本章概述
    5.2 粗糙度分布模型的影響因素
        5.2.1 流體與工件作用區(qū)域的劃分
        5.2.2 正壓力對粗糙度變化的影響
        5.2.3 剪切作用對粗糙度變化的影響
    5.3 粗糙度分布隨時(shí)間的演化模型
    5.4 粗糙度分布模型的修正
    5.5 粗糙度分布模型驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
        5.5.1 實(shí)驗(yàn)條件
        5.5.2 粗糙度的時(shí)間演化特征
        5.5.3 粗糙度的空間分布特征
    5.6 粗糙度分布模型討論
        5.6.1 模型在空域和時(shí)域內(nèi)的討論
        5.6.2 初始粗糙度對粗糙度模型的影響
    5.7 拋光后產(chǎn)生的微觀褶皺表面
    5.8 模具拋光的粗糙度研究
        5.8.1 磁射流拋光模具可行性分析
        5.8.2 不同磨料參數(shù)拋光模具對粗糙度的影響
    5.9 本章小結(jié)
第6章 光學(xué)表面面形誤差修正
    6.1 本章概述
    6.2 SBB和自適應(yīng)正則化方法求解駐留時(shí)間
    6.3 軌跡規(guī)劃
    6.4 光學(xué)表面面形修正實(shí)驗(yàn)
        6.4.1 生成彗差面形實(shí)驗(yàn)
        6.4.2 面形殘差修正實(shí)驗(yàn)
    6.5 高陡度曲面拋光
        6.5.1 高陡度工件外表面檢測方法
        6.5.2 旋轉(zhuǎn)曲面拋光分析
        6.5.3 拋光球面流體動力學(xué)仿真
    6.6 本章小節(jié)
第7章 總結(jié)和展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 研究方向展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間學(xué)術(shù)成果情況
指導(dǎo)教師及作者簡介
致謝



本文編號：3800760