磁流变动压复合抛光基本原理及力学特性

• 作者: 付有志 谢殿华 路家斌 阎秋生
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 磁流变动压复合抛光 抛光力学特性 结构化单元 楔形区 单晶硅基片
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 专题——高性能表面抛光加工方法
• 页码范围: 55-63
• 页数: 9页
• 分类号: TG356.28
• 字数: 5366字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.04.007

摘要

目的 探究磁流变动压复合抛光基本原理及抛光力学特性.方法 通过建立磁流变动压复合抛光过程中流体动压数学模型,分析抛光盘面结构化单元对抛光力学特性的影响规律,并优化其结构.搭建磁流变动压复合抛光测力系统,探究工作间隙、抛光盘转速、工件盘转速和凸轮转速对抛光力的影响规律,基于正交试验,优化抛光效果.结果 抛光盘面结构化单元的楔形区利于流体动压效应的产生,且流体动压随楔形角和工作间隙的增大而减少,随楔形区宽度的增大而增大.结构化单元较为合理的几何参数为:楔形角3°～5°,工作间隙0.2～1.0 mm,楔形区宽度15～30 mm.法向力Fn随工作间隙的增大而减小,随工件盘转速的增大而增大,随抛光盘和凸轮转速的增大而先增大后减小;剪切力Ft随工作间隙的增大而减小,随工件盘、抛光盘和凸轮转速的增大均呈现先增大后减小的规律.通过正交试验获得优化工艺参数为:抛光盘转速60 r/min,工件盘转速600 r/min,凸轮转速150 r/min.在羰基铁粉(粒径3μm、质量分数35％)、SiC磨料(粒径3μm、质量分数5％)、工作间隙0.4 mm和磁感应强度0.1 T工况下,抛光2 in单晶硅基片4 h后,表面粗糙度Ra由20.11 nm降至2.36 nm,材料去除率为5.1 mg/h,初始大尺度纹理被显著去除.结论 磁流变动压复合抛光通过在抛光盘面增设结构化单元,以引入流体动压效应,强化了抛光力学特性,并利用径向往复运动的动态磁场实现柔性抛光头的更新和整形,最终达到了提高抛光效率和质量的目的.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	阎秋生	广东工业大学机电工程学院	146	787	13.0	20.0
2	路家斌	广东工业大学机电工程学院	58	257	9.0	12.0
3	付有志	广东工业大学机电工程学院	1	0	0.0	0.0
4	谢殿华	广东工业大学机电工程学院	1	0	0.0	0.0