许刘宛，吕玉山，李兴山，衣军任，齐永超

(沈阳理工大学机械工程学院，沈阳 110159)

0 引言

近年来，针对仿生结构化减阻表面的研究成为国内外学者以及工程人员研究的热点，其中鱼鳞表面的研究是人们研究的重点，包括鲨鱼盾鳞结构与宏观鱼鳞表面[1-2]。研究结果表明，仿鲨鱼盾鳞沟槽表面以及宏观鱼鳞表面都具有减小流体阻力的效果，减阻效果最高达到了24.6%[3-8]。由于鱼鳞表面具有减阻的功能，如何在工程实际应用中制造出鱼鳞表面也成了一个人们关注的热点问题。目前，鲨鱼盾鳞结构和其他鱼鳞表面的制造方法有微热压印法[6]、微塑铸法[7]、软刻技术[8]、超声震动辅助铣削[9]、激光雕刻技术[10]等方法。但是，当零件材料为金属以及难加工材料时，以上方法在大批量制备鱼鳞表面时都有各自的局限性。因此如何在金属及难加工材料零件表面大批量制备出鱼鳞表面成为了一个值得研究的问题。

本文依据鱼鳞表面的结构特征，设计出一种用于磨削鱼鳞表面的结构化拓扑砂轮，并通过MATLAB进行砂轮磨削运动学仿真，验证了方案的可行性，并得出了磨削参数对鱼鳞表面磨削的影响规律。

1 鱼鳞表面的特征分析及模型的建立

1.1 鱼鳞表面的特征分析

通过对自然界中鱼类表面的研究发现，鱼鳞表面存在着不同形态、大小的沟槽、凹坑和凸包微结构[11]。但是从宏观上分析，不管是鲨鱼表面还是其他鱼鳞表面形貌都具有相似的特性：鳞片相互堆叠形成由几段弧线构成的鱼鳞单元，鱼鳞单元之间呈错位排布。……