石英晶片剪切增稠抛光优化实验

剪切增稠抛光(STP)是利用非牛顿流体抛光液在抛光过程中产生的剪切增稠效应实现工件表面高效、低损伤的抛光.本文以材料去除率和表面粗糙度作为评价指标;采用田口法对石英晶片剪切增稠抛光过程中的4个关键影响参数:抛光液转速、工件倾斜角度、磨粒粒度、磨粒质量分数进行优化实验分析,得到最优抛光参数组合以及各主要工艺参数对抛光效果的影响程度;通过实验验证了优化结果的可靠性.对于材料去除率,工件倾斜角度的影响最明显,抛光液转速次之,再次是磨粒质量分数,磨粒粒度影响最小;对于表面粗糙度,抛光液转速的影响最明显,工件倾斜角度次之,再次是磨粒质量分数,磨粒粒度影响最小.通过信噪比平均响应分析,材料去除率优化参数组合为:Al_2O_32 500#、磨粒质量分数18%、抛光液转速80 r/min、工件倾斜角度15°,石英晶片材料去除率最高达到12.25μm/h;石英晶片最佳表面粗糙度参数组合为:Al_2O_35 000#、磨粒质量分数18%、抛光液转速80 r/min、工件倾斜角度15°,抛光1 h后石英晶片表面粗糙度R_a由300.08 nm降低至4.26 nm.     

打磨过程中的磨具粒度选择优化

目前,打磨工艺花费时间较多,打磨效率已成为约束轮毂实现高质,高效自动化加工技术发展的瓶颈。在打磨设备选定的条件下,根据实际加工特点,只有选择最优的加工参数如磨具粒度,打磨正压力等才能获得更好的加工质量和效率。本文先研究不同粒度的磨具在打磨过程中的粗糙度变化特性,以打磨后的粗糙度下降值衡量打磨效率,建立粗糙度下降值与打磨前粗糙度的模型,根据打磨前表面粗糙度不同,优化磨具粒度的选择组合方案。     

表面粗糙度预测及三维形貌仿真

鉴于表面粗糙度会直接影响工件的使用性能和使用寿命,将理论分析与试验相结合,根据车削时不同切削用量下的表面粗糙度数据,建立了表面粗糙度预测模型.对表面粗糙度进行理论预测并对加工表面的三维形貌进行了仿真,其仿真结果总体上与试验数据接近.使用粗糙度预测模型对试验获得的数据进行拟合,结果表明:粗糙度预测值与试验结果较吻合.     

基于遗传算法的数控加工切削参数优化研究

切削参数的合理选择对数控加工的效率与质量具有重大意义。通过确定以最大生产率为目标的目标函数,引入主轴转速、进给量、切削力、机床功率及表面粗糙度等约束条件,建立切削参数优化数学模型,利用变搜索域遗传算法来优化切削参数,达到生产率最大化、成本降低和表面质量改进的目标。     

二维超声振动辅助化学机械磨削技术及单晶硅实验

为了提高材料去除率和加工通用性,本文提出了工具施加二维超声波振动辅助的化学机械磨削(CMG)复合加工方式,开发具有伸缩和弯曲两种模态的二维超声波振动子及实验装置.以单晶硅片为加工对象,进行单点切削加工轨迹特性分析,并比较不同加工模式以及加工参数对表面粗糙度和材料去除率的影响.实验结果表明,二维超声辅助下的单点切削轨迹存在更多延性加工趋势.在同样普通机床精度条件下,随着时间的增加,二维超声辅助CMG表面粗糙度明显改善,达到纳米级.较无超声情况下二维超声波辅助CMG复合加工材料去除率提高约1倍,可获得最优表面粗糙度5 nm,一维径向超声辅助加工结果次之.     

机匣类零件数控磨抛加工技术研究

该文通过对数控磨抛加工技术的探索与试验,梳理出不同类型的磨抛特征,得到可用于机匣类零件数控磨抛加工的专用刀具及技术方法,根据不同的磨抛特征选用相适用的磨抛工具,并通过调整加工参数、走刀次数及磨抛过盈量得到不同的下屑量及表面质量,实现特殊位置飞边毛刺的数控去除,有效降低了打磨钳工的工作量,提高了磨抛加工的质量稳定性,为自动化加工进行了技术储备。     

施振方向对超声辅助铣磨氧化锆陶瓷的影响

为研究不同方向的超声振动冲击对铣磨加工氧化锆陶瓷的影响规律,基于压痕断裂力学模型,理论分析对工件施加平行和垂直于进给方向的振动时磨粒加工过程,开展不同参数下的磨削试验并对其加工后表面进行检测分析。结果表明:平行施振时工件受到的轴向力F_z和材料去除率(MRR)较之于垂直施振大,但垂直施振方式下工件表面粗糙度Ra更小;在所研究的加工参数中,施振方向是影响工件表面粗糙度的最显著因素;另外,不同施振方式下材料主要去除方式有所差异。     

先进陶瓷材料超声振动铣磨加工表面粗糙度仿真及实验(英文)

为了对超声振动铣磨加工先进陶瓷的表面粗糙度进行预测,建立了加工表面形貌的仿真模型.通过实验测得砂轮表面形貌和磨粒突出高度信息,并对这些信息进行Kolmogorov-Smirnov正态验证,发现砂轮表面形貌不服从高斯分布.对非高斯分布的数据进行Johnson变换,建立砂轮形貌的数值模型.结合砂轮表面形貌和磨粒与工件的相对运动分析,提出了一种表面轮廓搜索方法,进而生成了加工表面的三维形貌.最后,在DMG ULTRASONIC 70-5 linear机床上进行切削实验,对仿真结果进行了验证,结果表明仿真与实验结果具有较好的一致性,并对仿真误差产生的原因进行了分析.     

超宽窄行蕉园起垄机抛土机构设计与试验

目的 在查阅大量国内外有关起垄机构的研究文献基础上,结合新型蕉园种植模式和农艺要求,设计一种蕉园起垄机抛土机构,实现蕉园起垄机械化作业。方法 对抛土起垄机构主要部件进行建模仿真,应用EDEM对抛土起垄过程进行仿真,以导向罩角度、叶轮转速、叶片宽度及叶片偏角作为试验因素,将抛撒距离和土壤集中率作为评价指标,进行单因素和正交旋转组合仿真试验,探究因素对抛土起垄机构作业性能的影响。最后利用Design-Expert数据处理软件对仿真数据进行分析,得到作业最优组合参数,并将最优参数组合来制作样机进行平台试验。结果 通过仿真试验与平台试验对比,得出最佳起垄组合参数:导向罩角度为30°,叶轮转速为275 r/min,叶片宽度为82 mm、叶片偏角为–7.5°;罩角度为62°,叶轮转速为314 r/min,叶片宽度为82 mm、叶片偏角为–7.5°,最终得到仿真结果中土壤集中度分别为73%和81%,抛撒距离为2 081.29 mm和979.2 mm,平台试验验证结果在合理区间范围内。结论 根据仿真与平台试验结果的对比,得到机构抛土效果满足蕉园的起垄要求的最佳参数组合,为“超宽窄行”蕉园起垄机械设计提供了参考依据。     

大面积金刚石自支撑膜机械抛光的优化工艺研究

研究了一种用于抛光等离子体溅射CVD法制备的金刚石自支撑膜的高效安全的抛光工艺.试验探索了转盘转速、金刚石粉颗粒尺寸、磨盘表面形状对金刚石自支撑膜磨抛速率的影响.研究表明:带槽盘对金刚石自支撑膜的粗研磨效果明显,速率较高,平面盘对提高金刚石自支撑膜的表面粗糙度有利;不同颗粒的金刚石粉对应着各自合适的能充分利用其磨削能力的转速,在这个转速下,金刚石自支撑膜的磨抛速率在12μm/h左右.本文通过对新的工艺参数的探索,为金刚石自支撑膜后续加工提供有力的技术支持.