李兴山， 吕玉山， 汪雨晨

(沈阳理工大学 机械工程学院， 辽宁 沈阳 110159)

0 引言

研究表明，自然界中许多生物通过自我进化获得的结构化表面具有减阻性能[1-2]，将这些结构化表面仿生制造于机械零件表面，对改善一些特定领域的机械零件性能具有重要作用[3]。制造结构化表面的方法有很多种[4]，但对大批量生产的或具有难加工材料特性的机械零件而言，使用砂轮磨削获得结构化减阻表面是一种经济高效的方法。

目前，在结构化摩擦减阻表面的磨削技术研究领域，Stepien[5-6]率先提出了将砂轮表面修整成螺旋状，以恒定砂轮速度与进给速度的比值进行平面磨削加工时将砂轮形貌复映到工件表面的方法，并磨削出平台、凹坑和沟槽3种结构化减阻表面。对于此种方法，Islam等[7]、Kim等[8]进行了砂轮设计和结构形貌创成的计算机辅助制造(CAM)参数问题研究，Mokhtar等[9]、Daneshi等[10]等从实验和仿真方面对此问题进行了理论深化，Liu等[11]针对修正形貌对图案的创成机理和磨削力进行了研究。Silva等[12-13]发明了一种修整装置，并对氧化铝陶瓷结合剂砂轮进行多形式的结构化修整，在外圆表面磨削出三角波型、直线沟型、凹坑型和平台型等结构化减阻表面。在磨削筋条减阻方面，Denkena等[14-15]开展了透平压缩机叶片表面仿鲨鱼皮筋条结构的成型磨削研究，磨削出微尺寸的筋条表面，并分析了砂轮磨损对成型精度的影响，探讨了沟槽边侧材料塑性流动所产生毛刺的变化规律。谢晋等[16]、Xie等[17]通过对金刚石成形砂轮进行修整，在油泵叶片表面、陶瓷飞行体曲面和切削刀片表面磨削出微沟槽结构。……