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蓝宝石光学曲面柱形宽缎带磁流变抛光仿真分析及实验研究

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目的 针对目前光滑无损伤光学曲面蓝宝石加工成本高、效率低的问题,对加工过程中磁流变抛光缎带进行流体仿真,进而优化抛光轮表面结构.方法 设计并提出3种表面结构柱形宽缎带磁流变抛光轮,介绍了磁流变抛光轮加工的基本原理,建立了磁流变抛光垫Bingham流体特性加工仿真模型,分析了3种抛光轮表面结构对工件表面磁通密度模、流场流速、流场压力分布的影响.同时对3种抛光轮的抛光效果进行了实验探究,探究了抛光轮表面结构对材料去除率和抛光后表面粗糙度的影响规律.结果 仿真结果表明,抛光轮表面槽型结构具有能增强磁通密度模、增大流体流速和流体压力的特性.实验结果表明,螺旋槽抛光轮的抛光效果最好,在螺旋抛光轮作用下,材料去除率为0.22 mg/h,抛光后蓝宝石表面粗糙度为1.08 nm.最终抛光轮近壁区总压力和速度的乘积结果与抛光轮实验去除率结果具有较好的一致性.结论 槽型结构可以提高抛光液在抛光轮表面的固着效果,影响工件表面流场运动状态,增强工件表面受到抛光垫的作用力.相较于光滑和横条槽抛光轮,螺旋槽抛光轮的抛光效率最高,表面粗糙度最低,可有效提高抛光效果.
Simulation and Experimental Study on Optical Surface Wide Ribbon Wheel Magnetorheological Polishing of Sapphire

polishing ribbonsapphireBingham fluidpolishing wheelgroove structurenumerical calculationflow field

阎秋生、汪涛、黄展亮、黄蓓、潘继生、陈缘靓、夏江南

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广东工业大学 机电工程学院,广州 510006

抛光缎带 蓝宝石 Bingham流体 抛光轮 槽型结构 数值计算 流场

国家重点研发计划国家自然科学基金广东省基础与应用基础研究基金

2023YFE0204400520751022023A1515010922

2024

10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2024.04.013

表面技术
中国兵器工业第五九研究所,中国兵工学会防腐包装分会,中国兵器工业防腐包装情报网

表面技术

CSTPCD北大核心
影响因子：1.39
ISSN：1001-3660
年,卷(期)：2024.53(4)
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