衣军任 李兴山 吕玉山 许刘宛 齐永超

(沈阳理工大学机械工程学院,辽宁 沈阳 110159)

部分结构化表面具有良好的减摩减阻特性，能够大幅提升零部件的性能，有效降低能耗，结构化表面的优良特性引发了学者们的广泛关注和研究[1-2]，同时也产生了不同的结构化表面加工方法。常见的有:激光加工(EDM)、切削、滚压、磨削、电化学腐蚀、X-射线光刻、激光蚀刻和电火花切割等[3]。虽然结构化表面的加工方法众多，但在面对难加工材料和大批量生产的情况下，往往会出现高成本、低效率及难操作等问题。磨削加工能够弥补这些不足，可以实现难加工材料的高效、大批量生产。同时，磨削加工结构化表面的理论研究方面也取得了一定的进展，如Stepien P等[4]使用表面沟槽结构化的砂轮在工件表面上加工出了规则表面纹理，磨削出了沟槽、凸包和凹坑3种结构化表面。Silva E J等[5]把高速修整轮与成形软件相结合，在普通砂轮表面修整出特殊的表面结构，在工件(AISI 4140)上磨削加工了凹坑结构化表面。Denkena B等[6-7]采用多轮廓磨削法在气机叶片(X20Cr13)表面磨削加工出了微沟槽。Kim H等[8]使用螺旋沟槽结构化砂轮，往复磨削工件得到了凸菱形的结构化表面。Guo Bing和Zhao Qingliang等[9]使用修整的V型金刚石砂轮在氮化硅模具材料上磨削出V型槽阵列。谢晋等[10]采用精密磨削和微细磨削组合加工工艺在陶瓷飞行体表面加工出曲面微沟槽结构。

上述国内外学者对磨削加工结构化表面的研究对结构化表面的制造具有重要意义，但是，除了成型磨削外，目前大多数的研究是从被修整的砂轮结构出发讨论磨削参数对工件表面形貌的影响，很少从工件表面形貌特征出发来设计结构化砂轮。……