光電工程學(xué)畢業(yè)論文開題報(bào)告

　　開題報(bào)告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文的有效保證，以下是小編收集整理的光電工程學(xué)畢業(yè)論文開題報(bào)告，歡迎閱讀參考。

　　設(shè)計(jì)(論文)題目： 磁流變拋光中磁場(chǎng)對(duì)表面粗糙度影響的研究

　　1.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目背景、研究意義及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況。

　　1.題目的背景及研究意義

　　隨著科技的進(jìn)步，超光滑表面光學(xué)零件在諸如軟X射線光學(xué)系統(tǒng)、高能激光反射鏡、激光陀螺反射鏡、高密度波分復(fù)用器、功能光電材料、光學(xué)窗口等許多高新技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用[1]，這也使得超光滑表面的制造技術(shù)倍受人們關(guān)注。磁流變拋光(Magnetorheological Finishing, MRF)技術(shù)[2]是近二十年新興的一種先進(jìn)光學(xué)制造技術(shù)。它是利用磁流變拋光液在磁場(chǎng)中的流變性進(jìn)行拋光，具有材料去除率穩(wěn)定、適合復(fù)雜面形加工、便于數(shù)控、拋光效率高等優(yōu)點(diǎn)，特別在超光滑非球面光學(xué)零件的加工中有廣闊的應(yīng)用空間。在磁流變拋光技術(shù)中，有許多工藝因素制約著最終的加工質(zhì)量。其中，磁場(chǎng)是最為重要的因素之一。研究磁流變拋光中磁場(chǎng)對(duì)工件表面粗糙度的影響對(duì)于深入探討磁流變拋光機(jī)理、準(zhǔn)確建立數(shù)學(xué)模型、尋求最佳工藝參數(shù)、改進(jìn)完善拋光設(shè)備以及進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工都有重大意義。

　　2.國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀

　　90年代初，William.I. Kordonski，I. Prokhorov[3]及其合作者將流體力學(xué)和電磁學(xué)的相關(guān)理論應(yīng)用于光學(xué)加工中，發(fā)明了磁流變拋光技術(shù)。1994年，他們對(duì)磁流變拋光液進(jìn)行了研究，得出磁流變拋光液粘度隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化規(guī)律，對(duì)磁流變拋光液在拋光過程中的特性從微觀角度作了解釋，并在他們自己研制的磁流變拋光樣機(jī)上對(duì)一些玻璃元件進(jìn)行了初步的拋光試驗(yàn)。1995年，美國(guó)Rochester大學(xué)的光學(xué)加工中心(COM)利用磁流變拋光方法對(duì)一批直徑小于50mm的球面和非球面光學(xué)元件進(jìn)行了加工，結(jié)果材料為熔石英的球面元件表面粗糙度降0.8nm(rms) ;面形誤差為0. 09μm(P-V);材料為BK7 的非球面元件表面粗糙度降到1nm(rms);面形誤差為0. 86μm(P-V)，這些光學(xué)元件都達(dá)到了圖紙要求。1996年, William.I. Kordonski等人用流體動(dòng)力學(xué)潤(rùn)滑的理論對(duì)磁流變拋光進(jìn)行了初步的理論分析。他們發(fā)現(xiàn)磁流變拋光中的流體運(yùn)動(dòng)形式類似于軸頸軸承潤(rùn)滑時(shí)流體的運(yùn)動(dòng)形式， 并對(duì)磁流變拋光中的剪切應(yīng)力進(jìn)行了理論推導(dǎo)。1997 年，COM 的研究人員對(duì)初始面形精度為30nm(rms)左右的熔石英及其它六種玻璃材料光學(xué)元件進(jìn)行試驗(yàn), 經(jīng)過5-10min的拋光, 面形精度達(dá)到了1nm左右。同時(shí), 他們又對(duì)磁流變拋光液成分進(jìn)行了化學(xué)分析, 通過以氧化鋁或金剛石微粉等非磁性拋光粉代替原磁流變拋光液中的非磁性拋光粉氧化鈰, 較為成功地對(duì)一些紅外材料進(jìn)行了拋光[2]。1998年4月, 他們將快速文本編輯程序(QED)技術(shù)引入Q22 型磁流變拋光機(jī)中，研制出了商用磁流變拋光機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)元件的確定性加工，大大縮短了拋光時(shí)間, 提高了拋光效率，使磁流變拋光技術(shù)走向了商業(yè)化，該機(jī)床能夠加工直徑為10-200mm的多種材料光學(xué)零件。近年來，COM研究人員繼續(xù)對(duì)磁流變拋光的機(jī)械和化學(xué)原理進(jìn)行了研究，確定了一系列不同的拋光粉對(duì)不同材料的去除率。

　　國(guó)內(nèi)對(duì)于磁流變拋光技術(shù)的研究起步較晚，與國(guó)外有一定差距。中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所[4]對(duì)磁流變拋光技術(shù)進(jìn)行了深入地研究，設(shè)計(jì)了與分析式鐵譜儀磁路類似的永久磁鐵磁路，研制了一套磁流變拋光裝置。同時(shí)他們對(duì)磁流變拋光機(jī)理和數(shù)學(xué)模型作了較深入的理論研究，通過實(shí)驗(yàn)對(duì)建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了初步檢驗(yàn)，分析了磁流變拋光加工中的重要工藝參數(shù)，同時(shí)他們還和復(fù)旦大學(xué)合作進(jìn)行了油基磁流變液的研制，將其應(yīng)用于實(shí)際拋光中取得了不錯(cuò)的效果，并對(duì)磁流變拋光理論(拋光區(qū)域的形成等)也進(jìn)行了初步探討。清華大學(xué)[5]自主設(shè)計(jì)了一種特殊的磁性輪式拋光工具，該種磁性拋光輪在加工工件時(shí)，可以同時(shí)進(jìn)行公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。在該拋光方法中，在非剪切磁流變液的表面和工件的表面之間形成了一個(gè)狹小的間隙，在間隙內(nèi)形成了一個(gè)高梯度的磁場(chǎng)，進(jìn)入梯度磁場(chǎng)的磁流變拋光液就會(huì)發(fā)生磁流變效應(yīng)，成為具有粘塑性的Bingham介質(zhì)，并且產(chǎn)生突起，形成柔性磨頭。西安工業(yè)大學(xué)從面接觸式的拋光思想出發(fā)，自主設(shè)計(jì)了適合于磁流變拋光的環(huán)帶閉合磁場(chǎng)，并在原有儀器機(jī)械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和兩套獨(dú)立的磁流變液循環(huán)系統(tǒng)和拋光液循環(huán)系統(tǒng)，完成了一臺(tái)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，并在該樣機(jī)上進(jìn)行了初步的工藝實(shí)驗(yàn)，但對(duì)于某些工藝因素對(duì)表面粗糙度和表面質(zhì)量的具體影響還未進(jìn)行深入的探索。復(fù)旦大學(xué)，電子科技大學(xué)和中國(guó)科技大學(xué)同時(shí)開展了對(duì)磁流變液的研究工作。此外，哈爾濱工業(yè)大學(xué)和國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)也進(jìn)行了磁流變拋光技術(shù)的初步研究，取得了一定的成果。但是就整體而言，國(guó)內(nèi)的磁流變拋光技術(shù)研究基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，沒有能夠?qū)σ恍╆P(guān)鍵技術(shù)，如水基磁流變液的配制與性能研究、拋光設(shè)備的開發(fā)以及磁流變拋光機(jī)理進(jìn)行進(jìn)一步探討，無法使磁流變拋光技術(shù)實(shí)用化，阻礙了該技術(shù)在國(guó)內(nèi)光學(xué)超精密加工工業(yè)中的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用。

　　2.本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施。

　　1.本課題研究的主要內(nèi)容

　　(1)了解磁流變拋光技術(shù)的原理、發(fā)展現(xiàn)狀及磁流變拋光技術(shù)中影響表面粗糙度的工藝因素;

　　(2)在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的磁流變拋光機(jī)和檢測(cè)儀的基礎(chǔ)上進(jìn)行拋光實(shí)驗(yàn)，研究不同的磁場(chǎng)條件對(duì)被加工光學(xué)零件表面粗糙度和表面質(zhì)量的影響。

　　2.擬采用的研究方案、研究方法或措施。

　　磁場(chǎng)強(qiáng)度是影響表面粗糙度的重要因素之一。磁場(chǎng)強(qiáng)度過小會(huì)使得拋光效率太低，而磁場(chǎng)強(qiáng)度過大會(huì)使表面出現(xiàn)滑痕，嚴(yán)重影響表面質(zhì)量。因而，合適的磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)于提高表面粗糙度有重大意義。針對(duì)這些問題，在本部分研究中，限定除磁場(chǎng)以外的工藝參數(shù)不變，通過調(diào)節(jié)電磁場(chǎng)大小和磁路的結(jié)構(gòu)，來改變磁場(chǎng)的強(qiáng)度，用6個(gè)不同水平的磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行拋光實(shí)驗(yàn)，觀察表面粗糙度的變化情況，找到磁場(chǎng)強(qiáng)度與表面粗糙度的關(guān)系，給出最佳磁場(chǎng)強(qiáng)度值，研究減小表面出現(xiàn)溝谷的方法，最終達(dá)到改善表面粗糙度的目的。

　　不同的磁場(chǎng)位置對(duì)表面粗糙度也有影響。磁場(chǎng)位置不合適會(huì)使零件表面邊緣的質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)滑痕，大大影響了表面粗糙度。但有時(shí)可以利用磁場(chǎng)位置的改變來克服工件表面有些位置拋光效果不佳的情況。在這部分研究中，擬改變不同的磁場(chǎng)位置，在不同位置下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過測(cè)量不同位置磁場(chǎng)強(qiáng)度大小、磁流變液的分布、比較其表面粗糙度等實(shí)驗(yàn)方法，研究磁場(chǎng)位置對(duì)表面粗糙度的影響。

　　3.預(yù)期成果形式。

　　完成畢業(yè)論文

　　4.本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開展工作。

　　重點(diǎn)：1 準(zhǔn)確細(xì)致的觀測(cè)不同磁場(chǎng)強(qiáng)度下表面粗糙度和表面質(zhì)量的變化;

　　2 分析不同磁場(chǎng)條件對(duì)表面粗糙度影響的差異。

　　難點(diǎn)：準(zhǔn)確控制除磁場(chǎng)以外的其它工藝參數(shù)，提供穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

　　前期已開展的工作：在前期準(zhǔn)備工作中，已查閱大量的國(guó)內(nèi)外期刊論文、優(yōu)秀碩博論文。同時(shí)結(jié)合題目和相關(guān)實(shí)驗(yàn)條件，初步確定了研究方向，擬定了實(shí)驗(yàn)方案。并進(jìn)行了大量拋光實(shí)驗(yàn)，能較熟練的操作拋光設(shè)備和檢測(cè)儀器。

　　5.完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃(按周次填寫)。

　　1—4周：查閱相關(guān)資料，熟悉相關(guān)儀器，擬定實(shí)驗(yàn)方案，完成開題報(bào)告;

　　5—13周：進(jìn)行拋光實(shí)驗(yàn)，同時(shí)完成英文資料翻譯和中期報(bào)告;

　　14—15周：對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析處理;

　　16—17周：撰寫畢業(yè)論文;

　　18周：準(zhǔn)備答辯。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 高宏剛,曹健林,朱鏞等.超光滑表面及其制造技術(shù)的發(fā)展.物理學(xué)和高新技術(shù),2000,29(10):610-614

　　[2] 張峰.磁流變拋光技術(shù)的研究.博士學(xué)位論文.長(zhǎng)春：中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所,2000

　　[3] Prokhorov I V, Kordonsky W I, Gleb L K, et al.High-Precision Magnetorheological Inst- rument-Based Method of Polishing Optics. OSAOF&T Workshop Digest, 1992, 24: 134～136

　　[4] 張峰,余景池,張學(xué)軍等.磁流變拋光技術(shù).光學(xué)精密工程,1999,7(5) :1-8

　　[5] 程灝波,馮之敬,王英偉.磁流變拋光超光滑光學(xué)表面.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,37(4) :433-43

　　[6] 彭小強(qiáng),戴一帆,李圣怡.磁流變拋光工藝參數(shù)的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).光學(xué)技術(shù),2006,32(6)：886-892

　　[7] 辛企明.近代光學(xué)制造技術(shù).北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1997

　　[8] 張峰,余景池,張學(xué)軍等.對(duì)磁流變拋光技術(shù)中磁場(chǎng)的分析.儀器儀表學(xué)報(bào),2001,22(1) :42-44

　　[9] 陳楊,陳建清,陳志剛.超光滑表面拋光技術(shù).江蘇大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2003,24(5) :55-59

　　[10] 查立豫，林鴻海.光學(xué)零件工藝學(xué).北京：兵器工業(yè)出版社，1985

　　[11] 彭小強(qiáng),戴一帆,李圣怡.磁流變拋光的材料去除數(shù)學(xué)模型.機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2004，40(4):67-70

　　[12] Golini Donald ， Jacobs.Stephen D.，Kordonsky William I. . Fabrication of glass aspheres using deterministic microgrinding and magnetorheological finishing.Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 1995,v 2536:208-211

　　[13] Jacob Stephen D. ，Kordonsky William I. ，Prokhorov I.V.et al . Magnetorheological finishing: a deterministic process for optics manufacturing. Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 1995, v 2576:372-382

　　[14] Kordonski.William I，Golini.Don. Magnetorheological suspension-based high precision finishing technology (MRF)Source: Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 1999, v 9(8) :650-654

　　[15] 尤偉偉,彭小強(qiáng),戴一帆.磁流變拋光液的研究.光學(xué)精密工程,2004,12(3):330-334

　　[16] 彭小強(qiáng).確定性磁流變拋光的關(guān)鍵技術(shù)研究.博士學(xué)位論文.長(zhǎng)沙：國(guó)防科技大學(xué)，2004.

　　[17] Pollicove H.M. ,Fess E.M. ,Schoen J.M. .Deterministic manufacturing processes for precision optical surfaces.Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 2003, v 5078: 90-96

　　[18] 程灝波,馮之敬,王英偉等.超光滑光學(xué)表面的磁性類Bingham 流體確定性拋光.科學(xué)通報(bào),2005,50(1):84-91

　　[19] 呂茂鈺.光學(xué)冷加工工藝手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987

　　[20] 楊力.先進(jìn)光學(xué)制造技術(shù).北京：科學(xué)出版社，2001

【光電工程學(xué)畢業(yè)論文開題報(bào)告】相關(guān)文章：

機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文開題報(bào)告03-27

畢業(yè)論文開題報(bào)告要求03-18

畢業(yè)論文開題報(bào)告的范文03-19

畢業(yè)論文開題報(bào)告封面03-18

銀行畢業(yè)論文開題報(bào)告03-08

畢業(yè)論文開題報(bào)告格式03-26

畢業(yè)論文開題報(bào)告范例12-07

教育畢業(yè)論文開題報(bào)告12-13

中文畢業(yè)論文開題報(bào)告11-28

畢業(yè)論文開題報(bào)告模板03-21