Влияние режимов полирования и травления деталей из кварцевого стекла на качество обработанной поверхности

Авторы

  • ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
  • ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2020-3-31-37

Ключевые слова:

полирование, травление, свободный абразив, траектория движения, кварцевое стекло, шероховатость поверхности

Аннотация

В составе современных навигационных изделий широкое применение находят гироскопы, основным элементом которых является чувствительный элемент – резонатор, выполненный из изотропных оптических материалов. Качество обработки поверхностей резонатора влияет на долговременную стабильность работы гироскопа и точность работы навигационной системы. Для достижения высокого качества поверхности применяются различные методы по обработке заготовки, одним из которых является метод удаления нарушенного слоя путем повторения операций механической и химической обработки.

Рассматривается влияние режимов обработки деталей из кварцевого стекла на шероховатость поверхности при выполнении операций полирования и травления в растворах кислот. Финишная обработка применяется к осесимметричным телам вращения. Проведены эксперименты по полированию образцов из кварцевого стекла с учетом факторов, влияющих на качество поверхности. Подробно рассмотрено влияние полировальной суспензии на сам процесс, при этом учтены такие факторы, как геометрия и шероховатость поверхности перед обработкой, качество инструмента для полирования, время обработки и относительные частоты вращения детали и инструмента. Частота вращения детали и инструмента назначена на основе данных о геометрии инструмента для полирования деталей из кварцевого стекла, разработанной математической модели движения единичного зерна абразива, а также его траектории для инструмента и детали. Оценена шероховатость поверхности при помощи зондового сканирующего микроскопа.

Данные исследования направлены на улучшение качества поверхности при физических и химических методах воздействия на деталь, а также обеспечения высокой геометрической точности обработки и качества поверхности без микротрещин и царапин.

Библиографические ссылки

Котельников М. А., Щенятский А. В. Расчет и сравнительный анализ чувствительного элемента навигационных приборов // Технические университеты: интеграция с европейскими и мировыми системами оборудования : материалы VII Междунар. конф. : в 2 т. 2019. Т. 1. С. 255–261.

Лунин Б. С., Матвеев В. А., Басараб М. А. Вол-новой твердотельный гироскоп. Теория и технология : монография. М. : Радиотехника, 2014. 174 с.

Ветошкин В. М., Крылов П. Н. Влияние обработки низкоэнергетичными ионами на шероховатость подложек из ситалла, поликора и кварца // Поверхность. Рентгеновские синхронные и нейтронные исследования. 2010. № 10. С. 57–59.

Shchenyatsky A., Basharova A., Pivarčiová E. Analisis of the results of the finishing process for manufacturing low-hardness products from non-metalic structural materials. Materials Today, 2019, vol. 19, no. 5, pp. 2576-2580. http://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.08.251.

Братан С. М., Колесов А. Г., Рощупкин С. И. Идентификация параметров съема при комбинированном шлифовании токопроводящих хрупких материалов // Вестник современных технологий. 2017. № 8. С. 16–22.

Huapan Xiao, Zhi Chen, Hairong Wang, Jiuhang Wang, Nan Zhu. Effects of grinding parameters on surface roughness and subsurface damage and their evaluation in fused silica. Optics express, 2018, vol. 26, no. 4, pp. 4638-4655. https://doi.org/10.1364/OE.26.004638.

Щенятский А. В., Башарова А. А. Параметры обрабатывающего инструмента и качество элементов изделий // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2019. Т. 22, № 2. С. 3–10. DOI: 10.22213/2413-1172-2019-2-3-10

Братан С. М., Богуцкий В. Б., Колесов А. Г. Математическое моделирование процесса доводки прецизионных поверхностей упругих пластин с поверхностно-активными веществами // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2016. Вып. 10 (64). С. 26–32.

Xianqun H., Chaoshui X. Specific Energy as an Index to Identify the Critical Failure Mode Transition Depth in Rock Cutting. Rock Mechanics and Rock Engineering, 2015, vol. 49, pp. 1461-1478.

Salvati E. [The effect of eigenstrain induced by ion beam damage on the apparent strain relief in FIB-DIC residual stress evaluation]. Materials and Design, 2016, no. 92, pp. 649-658.

Ахметшин Э. А., Чередниченко А. Г. Исследование процессов декорирования кварца методом химического травления // Успехи в химии и химической технологии. 2017. Т. XXXI, № 15. С. 66–69.

Опубликован

2020-11-08

Выпуск

Раздел

Статьи