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加急見(jiàn)刊

內(nèi)循環(huán)式非牛頓流體拋光單晶硅的仿真與試驗(yàn)研究

劉笑; 姚鵬; 薛棟林; 鄧偉杰 山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院; 濟(jì)南市250061; 高效潔凈機(jī)械制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 中科院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所; 中科院光學(xué)系統(tǒng)先進(jìn)制造技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

摘要：為了提高磨料流拋光的效率與應(yīng)用范圍,提出內(nèi)循環(huán)式非牛頓流體拋光方法對(duì)傳統(tǒng)磨料流加工方式和使用的磨料進(jìn)行改進(jìn)。利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件對(duì)拋光區(qū)域的仿真,研究了流道中拋光流體的速度與壓力的分布規(guī)律和流道槽深與入口速度對(duì)于壁面剪切應(yīng)力的影響。通過(guò)單因素試驗(yàn),研究了磨粒的粒徑、質(zhì)量分?jǐn)?shù)和流道槽深對(duì)工件材料去除率和表面粗糙度的影響,并將入口處壓力的試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果對(duì)比。結(jié)果表明:拋光盤入口處壓力仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)誤差不超過(guò)6%,驗(yàn)證了仿真的可靠性;材料去除率最高可達(dá)0.193μm/min,表面粗糙度由280nm降至37nm,證明了內(nèi)循環(huán)式非牛頓流體拋光技術(shù)的可行性。

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