開題報告既是規範本科生畢業論文工作的重要環節，又是完成高質量畢業論文的有效保證，以下是小編收集整理的光電工程學畢業論文開題報告，歡迎閱讀參考。
設計(論文)題目： 磁流變拋光中磁場對錶面粗糙度影響的研究
1.畢業設計(論文)題目背景、研究意義及國內外相關研究情況。
1.題目的背景及研究意義
隨着科技的進步，超光滑表面光學零件在諸如軟X射線光學系統、高能激光反射鏡、激光陀螺反射鏡、高密度波分複用器、功能光電材料、光學視窗等許多高新技術中得到廣泛應用[1]，這也使得超光滑表面的製造技術倍受人們關注。磁流變拋光(Magnetorheological Finishing, MRF)技術[2]是近二十年新興的一種先進光學制造技術。它是利用磁流變拋光液在磁場中的流變性進行拋光，具有材料去除率穩定、適合複雜面形加工、便於數控、拋光效率高等優點，特別在超光滑非球面光學零件的加工中有廣闊的應用空間。在磁流變拋光技術中，有許多工藝因素制約着最終的加工質量。其中，磁場是最爲重要的因素之一。研究磁流變拋光中磁場對工件表面粗糙度的影響對於深入探討磁流變拋光機理、準確建立數學模型、尋求最佳工藝參數、改進完善拋光設備以及進一步實現數控加工都有重大意義。
2.國內外相關研究現狀
90年代初，William.I. Kordonski，I. Prokhorov[3]及其合作者將流體力學和電磁學的相關理論應用於光學加工中，發明了磁流變拋光技術。1994年，他們對磁流變拋光液進行了研究，得出磁流變拋光液粘度隨磁場強度的變化規律，對磁流變拋光液在拋光過程中的特性從微觀角度作了解釋，並在他們自己研製的磁流變拋光樣機上對一些玻璃元件進行了初步的拋光試驗。1995年，美國Rochester大學的光學加工中心(COM)利用磁流變拋光方法對一批直徑小於50mm的球面和非球面光學元件進行了加工，結果材料爲熔石英的球面元件表面粗糙度降0.8nm(rms) ;面形誤差爲0. 09μm(P-V);材料爲BK7 的非球面元件表面粗糙度降到1nm(rms);面形誤差爲0. 86μm(P-V)，這些光學元件都達到了圖紙要求。1996年, William.I. Kordonski等人用流體動力學潤滑的理論對磁流變拋光進行了初步的理論分析。他們發現磁流變拋光中的流體運動形式類似於軸頸軸承潤滑時流體的運動形式， 並對磁流變拋光中的剪切應力進行了理論推導。1997 年，COM 的研究人員對初始面形精度爲30nm(rms)左右的熔石英及其它六種玻璃材料光學元件進行試驗, 經過5-10min的拋光, 面形精度達到了1nm左右。同時, 他們又對磁流變拋光液成分進行了化學分析, 透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, 較爲成功地對一些紅外材料進行了拋光[2]。1998年4月, 他們將快速文字編輯程序(QED)技術引入Q22 型磁流變拋光機中，研製出了商用磁流變拋光機，從而實現對光學元件的確定性加工，大大縮短了拋光時間, 提高了拋光效率，使磁流變拋光技術走向了商業化，該機牀能夠加工直徑爲10-200mm的多種材料光學零件。近年來，COM研究人員繼續對磁流變拋光的機械和化學原理進行了研究，確定了一系列不同的拋光粉對不同材料的去除率。
國內對於磁流變拋光技術的研究起步較晚，與國外有一定差距。中國科學院長春光學精密機械與物理研究所[4]對磁流變拋光技術進行了深入地研究，設計了與分析式鐵譜儀磁路類似的永久磁鐵磁路，研製了一套磁流變拋光裝置。同時他們對磁流變拋光機理和數學模型作了較深入的理論研究，透過實驗對建立的數學模型進行了初步檢驗，分析了磁流變拋光加工中的重要工藝參數，同時他們還和復旦大學合作進行了油基磁流變液的研製，將其應用於實際拋光中取得了不錯的效果，並對磁流變拋光理論(拋光區域的形成等)也進行了初步探討。清華大學[5]自主設計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，可以同時進行公轉和自轉。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狹小的間隙，在間隙內形成了一個高梯度的磁場，進入梯度磁場的磁流變拋光液就會發生磁流變效應，成爲具有粘塑性的Bingham介質，並且產生突起，形成柔性磨頭。西安工業大學從面接觸式的拋光思想出發，自主設計了適合於磁流變拋光的環帶閉合磁場，並在原有儀器機械結構的基礎上，設計出相應的機械結構和兩套獨立的磁流變液循環系統和拋光液循環系統，完成了一臺實驗樣機，並在該樣機上進行了初步的工藝實驗，但對於某些工藝因素對錶面粗糙度和表面質量的具體影響還未進行深入的探索。復旦大學，電子科技大學和中國科技大學同時開展了對磁流變液的研究工作。此外，哈爾濱工業大學和國防科學技術大學也進行了磁流變拋光技術的初步研究，取得了一定的成果。但是就整體而言，國內的磁流變拋光技術研究基礎相對薄弱，沒有能夠對一些關鍵技術，如水基磁流變液的配製與性能研究、拋光設備的開發以及磁流變拋光機理進行進一步探討，無法使磁流變拋光技術實用化，阻礙了該技術在國內光學超精密加工工業中的進一步發展與應用。
2.本課題研究的主要內容和擬採用的研究方案、研究方法或措施。
1.本課題研究的主要內容
(1)瞭解磁流變拋光技術的原理、發展現狀及磁流變拋光技術中影響表面粗糙度的工藝因素;
(2)在實驗室現有的磁流變拋光機和檢測儀的基礎上進行拋光實驗，研究不同的磁場條件對被加工光學零件表面粗糙度和表面質量的影響。
2.擬採用的研究方案、研究方法或措施。
磁場強度是影響表面粗糙度的重要因素之一。磁場強度過小會使得拋光效率太低，而磁場強度過大會使表面出現滑痕，嚴重影響表面質量。因而，合適的磁場強度對於提高表面粗糙度有重大意義。針對這些問題，在本部分研究中，限定除磁場以外的工藝參數不變，透過調節電磁場大小和磁路的結構，來改變磁場的強度，用6個不同水平的磁場強度進行拋光實驗，觀察表面粗糙度的變化情況，找到磁場強度與表面粗糙度的關係，給出最佳磁場強度值，研究減小表面出現溝谷的方法，最終達到改善表面粗糙度的目的。
不同的磁場位置對錶面粗糙度也有影響。磁場位置不合適會使零件表面邊緣的'質量下降，嚴重時會出現滑痕，大大影響了表面粗糙度。但有時可以利用磁場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，擬改變不同的磁場位置，在不同位置下進行實驗，透過測量不同位置磁場強度大小、磁流變液的分佈、比較其表面粗糙度等實驗方法，研究磁場位置對錶面粗糙度的影響。
3.預期成果形式。
完成畢業論文
4.本課題研究的重點及難點，前期已開展工作。
重點：1 準確細緻的觀測不同磁場強度下表面粗糙度和表面質量的變化;
2 分析不同磁場條件對錶面粗糙度影響的差異。
難點：準確控制除磁場以外的其它工藝參數，提供穩定的實驗環境。
前期已開展的工作：在前期準備工作中，已查閱大量的國內外期刊論文、優秀碩博論文。同時結合題目和相關實驗條件，初步確定了研究方向，擬定了實驗方案。並進行了大量拋光實驗，能較熟練的操作拋光設備和檢測儀器。
5.完成本課題的工作方案及進度計劃(按周次填寫)。
1—4周：查閱相關資料，熟悉相關儀器，擬定實驗方案，完成開題報告;
5—13周：進行拋光實驗，同時完成英文資料翻譯和中期報告;
14—15周：對實驗結果進行分析處理;
16—17周：撰寫畢業論文;
18周：準備答辯。
參考文獻
[1] 高宏剛,曹健林,朱鏞等.超光滑表面及其製造技術的發展.物理學和高新技術,2000,29(10):610-614
[2] 張峯.磁流變拋光技術的研究.博士學位論文.長春：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所,2000
[3] Prokhorov I V, Kordonsky W I, Gleb L K, et -Precision Magnetorheological Inst- rument-Based Method of Polishing Optics. OSAOF&T Workshop Digest, 1992, 24: 134～136
[4] 張峯,餘景池,張學軍等.磁流變拋光技術.光學精密工程,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表面.哈爾濱工業大學學報,2005,37(4) :433-43
[6] 彭小強,戴一帆,李聖怡.磁流變拋光工藝參數的正交實驗設計.光學技術,2006,32(6)：886-892
[7] 辛企明.近代光學制造技術.北京：國防工業出版社，1997
[8] 張峯,餘景池,張學軍等.對磁流變拋光技術中磁場的分析.儀器儀表學報,2001,22(1) :42-44
[9] 陳楊,陳建清,陳志剛.超光滑表面拋光技術.江蘇大學學報:自然科學版,2003,24(5) :55-59
[10] 查立豫，林鴻海.光學零件工藝學.北京：兵器工業出版社，1985
[11] 彭小強,戴一帆,李聖怡.磁流變拋光的材料去除數學模型.機械工程學報，2004，40(4):67-70
[12] Golini Donald ， hen D.，Kordonsky William I. . Fabrication of glass aspheres using deterministic microgrinding and magnetorheological eedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 1995,v 2536:208-211
[13] Jacob Stephen D. ，Kordonsky William I. ，Prokhorov al . Magnetorheological finishing: a deterministic process for optics manufacturing. Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 1995, v 2576:372-382
[14] iam I，. 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,戴一帆.磁流變拋光液的研究.光學精密工程,2004,12(3):330-334
[16] 彭小強.確定性磁流變拋光的關鍵技術研究.博士學位論文.長沙：國防科技大學，2004.
[17] Pollicove H.M. ,Fess E.M. ,Schoen J.M. rministic manufacturing processes for precision optical eedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 2003, v 5078: 90-96
[18] 程灝波,馮之敬,王英偉等.超光滑光學表面的磁性類Bingham 流體確定性拋光.科學通報,2005,50(1):84-91
[19] 呂茂鈺.光學冷加工工藝手冊.北京：機械工業出版社，1987
[20] 楊力.先進光學制造技術.北京：科學出版社，2001