三维类摆线轨迹自由曲面抛光的参数优化

工件表面质量受到抛光去除深度模型和抛光轨迹形式的影响,然而对抛光表面质量的研究主要集中这两者其中之一,因此寻找两者参数的最优组合有重要意义。选择非回转的自由曲面作为加工工件生成自由曲面的恒半径步距三维类摆线轨迹,再以传统表面粗糙度参数S_a和表面纹理纵横比S_(tr)为指标,通过设计合理的Taguchi正交试验以及设置去除深度模型参数和轨迹参数的试验水平,分析各参数对表面质量影响程度的大小,得出一组基于试验水平的最优抛光参数组合,并进行最优组合的试验验证。试验结果表明:在各抛光去除深度模型参数和摆线轨迹参数中,对表面质量影响程度大小依次为:倾角α、接触变形e、进给速度F、摆线半径r、摆线步距s;经最优参数组合抛光的自由曲面S_a值为0.19μm,S_(tr)值为0.50,结果均优于正交试验各组结果,寻找最优组合的方法快速有效。     

汽车拉延模浮动式研磨抛光的优势

模具自由曲面研磨抛光是机械加工中一个很棘手的问题,尤其是汽车模具的研磨抛光,直接影响模具的生产周期、车型的更新换代。而汽车覆盖件拉延模的研磨抛光质量又严重影响冲压件的塑性变形及产品的表面质量,从而影响市场的竞争力,因此,改善模具表面的研磨抛光技术是汽车模具制造业的攻关项目。本文提出汽车拉延模的浮动式研磨抛光方法,并论述了浮动式研磨抛光的优势。     

精密型腔模具的抛光技术

抛光是塑料模具制造过程中一个重要环节，本通过对抛光的内涵、作用及影响因素的分析，结合实际，提出了一些建议和方法。     

自由曲面零件数字化集成加工技术研究

文章介绍了自由曲面零件的数字化集成加工过程,并分析了其中关键技术,重点对曲面抛光技术进行了探讨,为反求工程集成化加工技术的实现做了基础性的研究.     

精密型腔模具的抛光

抛光是塑料模具制造中一道重要工序，直接影响到制品的质量和成本，通过对抛光过程中影响其质量因素的分析，提出了提高抛光质量及效率的方法。     

磨液射流磨削抛光钛合金的试验研究

介绍了磨液射流磨削抛光实验装置的组成及实验过程，通过磨液射流磨削抛光钛合金(TC4)试件，取得了磨削抛光的工艺参数，为异型曲面工件的表面抛光探索了一种有效方法。     

面向熔射快速制模的机器人辅助曲面自动抛光系统的研究

为了解决熔射制造大中型汽车覆盖件摸具过程中人工研窘抛光时间长、劳动强度大等问题，本文建立了面向熔射快速制模的机器人曲面自动抛光系统。文中讨论了机器人抛光刀具轨迹的生成，软质抛光工具的选择，并在该系统平台上进行了工艺参数实验，得到了主轴转速和横向进给量对抛光表面质量的影响规律；在此基础上对等离子熔射制造的馍县表面进行了抛光试验，研究结果表明该系统适用于熔射制造的模具以及一般模具的抛光过程。     

磁研磨法在自由曲面模具型腔抛光中的应用

用电火花加工或用三维自动机床加工出来的复杂自由曲面,在去毛刺、抛光等处理过程中,目前很多企业还停留在费工、费时的手工操作阶段,不仅加工效率不高,自动化程度低,有些甚至无法加工。磁研磨加工法无疑可以弥补其不足,起到改善工作条件,推动自动化进程的作用,加工过去传统工艺所无法加工的复杂形状内表面(如复杂型腔、微型内螺纹表面、弯管内表面等)工件。本文就利用磁研磨法对复杂自由曲面型腔抛光的工作原理以及加工条件等做一介绍。     

基于田口法的石英玻璃剪切增稠抛光工艺参数优化

目的 研究石英玻璃剪切增稠抛光(STP)过程中,不同抛光参数对材料去除率及表面粗糙度的影响,提高石英玻璃表面质量,并优化工艺参数.方法 基于田口法设计实验,以材料去除率、表面粗糙度为评价指标,分析抛光速度、磨粒浓度和抛光液pH值三个关键参数对石英玻璃STP抛光效果的影响.通过信噪比评估实验结果,采用方差分析(ANOVA)法计算各因素的权重,并得出最优工艺参数组合.结果 抛光液pH值对Sa的影响最大(41.85％),其次是磨粒浓度(39.06％)和抛光速度(19.09％).磨粒浓度对材料去除率(MRR)的影响最显著(63.78％),其次是抛光速度(28.81％)和抛光液pH值(7.41％).在优选的抛光参数组合(抛光速度100 r/min,磨粒质量分数12％,抛光液pH=8)下,石英玻璃在抛光8 min后,表面粗糙度Sa从(110±10)nm降低到(1.2±0.3)nm,MRR达到165.2 nm/min.结论 在优化工艺参数下进行剪切增稠抛光,可有效去除石英玻璃表面划痕,提高石英玻璃表面质量.剪切增稠抛光可应用于石英玻璃平面及曲面抛光.     

基于包围盒的机器人抛光轨迹生成研究

为了解决模具自由曲面抛光过程中人工劳动强度大、效率低的问题,文章提出了一种基于包围盒思想的抛光轨迹生成方法.采用包围盒思想,在对模具最小框架定位的基础上,引入机床表面铣削的行切法,并对其进行改进,最终生成抛光加工轨迹.其中包围盒的思想可以根据待加工模具的基本轮廓形状来生成轨迹,目标性强,大大简化编程计算量,改进的轨迹生成方法解决了两条相邻轨迹间重叠或漏空的问题,仿真实验结果与实际加工相符,表明该方法简单有效、适用可靠.     

磁流变抛光技术的研究进展

磁流变抛光技术具有加工面形精度高、表面粗糙度小、加工过程易于控制、表面损伤小、加工过程中不产生新的损伤等优秀特点,因此多应用于加工要求高的精密和超精密领域,最常应用于光学加工方面。综述了磁流变抛光技术材料去除数学模型的建立进展,论证了该模型的正确性,总结出该基本模型具有通用性,模型能够适用于平面和凸球面等形面加工中,此外,对实现计算机控制抛光过程的准确性具有指导意义。概述了磁流变抛光工艺实验进展,总结磁流变抛光影响抛光效果的主要因素是磁场强度和磁场发生装置,在优化工艺参数组合下能够达到纳米级表面,能够消除亚表面损伤,还能够用以加工各种复杂形面等。就目前磁流变抛光技术的发展新方向作以总结,包括集群磁流变抛光技术、组合磁流变抛光技术以及磁流变-超声复合抛光技术,介绍这几种加工方法的工作原理以及能够达到的实验效果。最后对现阶段磁流变抛光技术中存在的问题做出总结,并针对各个问题提出相对应的思考和展望。     

新型抛光垫沟槽及其在化学机械抛光中的作用研究进展

化学机械抛光过程中,抛光垫性能是影响抛光质量和抛光效率的重要因素之一,而抛光垫的性能又受其表面沟槽结构形状的影响。在介绍几种常见抛光垫沟槽结构形状的特性及其作用研究的基础上,介绍了新型抛光垫沟槽的研究进展,总结了几种新型抛光垫沟槽对抛光效果的影响,为抛光垫沟槽特性的进一步研究提供参考。     

An oblique ultrasonic polishing method by robot for free-form surfaces

This paper develops a new ultrasonic machining system and methodology by which a robot polishes on free-form surfaces at an oblique angle with an elastic tool. On the basis of the theories of reflection of elastic waves and dynamic stress concentration, the conception is brought forward that ultrasonic elastic contact is not continuous, the physical process of the oblique ultrasonic polishing is studied and the cutting mechanism of the abrasive finish machining methods driven by ultrasonic vibration is ascribed to the joint action of the machining operation and shot-blasting. Experimental results verify that the new oblique ultrasonic polishing method by robot is an effective machining method for free-form surfaces.     

抛光垫特性对硬质合金刀片CMP加工效果的影响

目的研究不同种类的抛光垫对硬质合金刀片表面化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing/Planarization,CMP)加工过程的影响,为实现硬质合金刀片高效精密CMP加工提供有效参考。方法利用Nanopoli-100智能抛光机,通过自制的Al2O3抛光液,分别采用9种不同种类的抛光垫对牌号为YG8的硬质合金刀片进行CMP实验,将0~40、40~80、80~120 min三个加工阶段获得的材料去除率和表面粗糙度进行对比,同时观察最佳的表面形貌,分析抛光垫特性对CMP加工效果的影响。结果在抛光转速60 r/min,抛光压力177.8 k Pa的实验条件下,9种不同类型的抛光垫中仅有5种适合用于YG8硬质合金CMP加工。而且抛光垫的表面粗糙度在YG8刀片CMP加工过程中的影响最为显著,抛光垫表面粗糙度越高,CMP加工的材料去除率越高。此外,抛光垫的使用时间对CMP过程也有影响,抛光垫使用时间越长,CMP的材料去除率越小。结论 YG8硬质合金刀片经5种不同类型抛光垫CMP加工后,其表面的烧伤、裂纹等缺陷均得到了极大改善。当使用细帆布加工40 min时,材料去除率最高,为47.105 nm/min;当使用细帆布加工80min时,表面粗糙度最低,为0.039μm。     

抛光工艺参数优化的正交试验研究

以45钢为抛光工艺研究对象,针对抛光中抛光头压力、转速、移动速度、轨迹间距和抛光介质等相关因素进行正交试验,通过对抛光表面粗糙度值的测量和工艺参数分析以及显微形貌观测,以获得适用于机器人模具型腔面抛光工艺参数的主次关系和最优组合。     

Study on magnetic polishing of free-form surfaces

Magnetic polishing technology applicable to free-form surfaces such as the die/mold manufacturing field, has been studied using two types of magnetic polishing tool. Finishing efficiency and final surface roughness can be satisfactorily achieved at the same time by magnetic polishing using two types of magnetic polishing tool. One is an abrasive wheel type and the other is a magnetic brush type. The possibility of free-form surface polishing has been confirmed by use of the magnetic polishing technology because it has flexibility of profiling and does not need any complex tool-path control, with respect to workpiece surfaces. Magnetic force was estimated and measured. A two-stage magnetic polishing experiment has been executed using the magnetic polishing tools and mini CNC milling machine without tool-path control. A realization of efficient polishing of curved surfaces is possible using the two-stage magnetic polishing method, and it was also confirmed that automation of free-form surface polishing is possible by this method.     

高温合金脉冲电化学复合抛光实验研究

电化学机械复合抛光是近年来发展起来的一种抛光新技术。针对粗糙表面的高效抛光问题,提出一种两阶段的电化学机械复合抛光和纯机械抛光相结合的方法。论述了脉冲电化学机械复合抛光加工的实验设备,进行了系统的工艺参数实验研究;用方差分析的方法分析了各参数对加工试件表面粗糙度影响的显著性,得出最佳的工艺参数;详细分析了不同磨头加工时各参数对表面粗糙度的影响规律。实验研究表明,利用脉冲电化学机械复合抛光的加工方法,采用各种类型的阴极工具头,可实现镜面加工。     

Vibration-assisted dry polishing of fused silica using a fixed-abrasive polisher

Glass is a ubiquitous but essential material in everyday life and industry. The most common method for polishing glass involves the use of free abrasives. However, this method is basically non-deterministic and lacks efficiency. Therefore, vibration has been employed to aid fixed-abrasive polishing in our research. It is found that the vibration can increase the material removal rate while maintain surface quality in fixed abrasive polishing. Normalized Preston coefficients that are the index of the polishing capability of a certain polishing process considerably increase in vibration-assisted polishing process. A mathematic model is set up to interpret the increase in material removal rate for vibration process. The modeled results show that the vibration can improve material removal by increasing vibration amplitude in vertical direction while the horizontal vibration contributes little to increasing material removal rate, which agrees well with experimental results. Aside from material removal, surface morphology of polished glass was also modeled for both vibration and conventional processes. Both experimented and simulated morphology evidence that the vibration some periodic structure on polished surface. The possible mechanism in dry fixed abrasive polishing was also chemically analyzed and a probable mechanism is put forward to clarify the material removal in dry fixed abrasive polishing.     

磨料射流表面抛光研究综述

作为精密超精密光学制造工艺过程中的一个重要环节,各种新型表面抛光方法与工艺始终吸引着科研人员不断深入研究与探索。磨料射流抛光方法为小型复杂零件的表面抛光提供了一个新思路,成为精密超精密光学加工技术的重要组成部分。对磨料射流表面抛光过程中衍生的磨料水射流抛光、磁射流抛光、负压吸流抛光、磨料气射流抛光、冰粒水射流抛光、纳米胶体射流抛光的抛光原理、方法及特点进行了综述,分析了各射流表面抛光技术材料去除的最新发展;从加工原理、磨料选择、抛光精度、数学模型等方面对上述新型射流抛光技术进行深入分析与比较,其中磁射流抛光、纳米胶体射流抛光、磨料水射流抛光的抛光精度较高,可以实现表面粗糙度纳米级的超精密抛光,而磨料气射流抛光、冰粒射流抛光从加工成本上来讲则相对较低。最后,对磨料射流表面抛光在去除函数优化、精度效率的提高、应用范围扩展、在线检测、商业化应用等方面的发展趋势进行了预测。