微磨料汽雾超声抛光加工技术及实验研究

提出了一种新型精密抛光加工方法,即用含有微磨料的抛光液经超声振动使之雾化形成汽雾流,用此含有微磨料的汽雾流冲蚀工件表面而去除工件材料。通过产生汽雾流的超声振动分析和实验对这一微磨料汽雾超声抛光加工技术进行了研究。结果表明:这一方法可以实现对工件表面的抛光处理,而且比传统的抛光加工方法具有加工冲蚀力更柔软、加工质量更好,并且没有喷嘴损耗等优点。     

磨料流微去除力学分析与可控因素影响

研究了磨料流抛光中磨粒微去除力学建模方法以及可控因素影响抛光效果的问题。以力为纽带,提出磨粒去除工件表面微凸材料的动力来源于三个方面--介质作用力、磨粒挤压载荷和磨粒冲击载荷。利用建立的力学模型,分析了磨料流加工的内在因素,其中可控因素包括：加工温度、加工压力、活塞的移动速度、磨料黏度、磨粒物理性质（如尺寸、硬度）等;研究了各可控影响因素与工件表面抛光质量及效率的关系;量化了可控因素的大小对磨粒作用在工件表面的力的影响程度;将磨粒作用在工件表面的力合成并分解为与活塞运动方向相同的轴向力和垂直于工件壁面的切向力,指出微去除效果随轴向力与径向力的比值改变而发生变化,设计出简易的测量轴向力和径向力的方案。用试验验证了所建模型和可控因素对抛光效果影响,以及工件表面的加工纹理方向直接影响工件表面粗糙度的减小率和材料去除率的正确性。     

磨料水射流对金属材料去除力和去除模型的研究

磨料水射流抛光技术作为一种新型技术,广泛应用于表面抛光加工作业中,利用含有细小磨料粒子的抛光液在高压作用下,与工件表面发生冲击、冲蚀而去除材料,以达到抛光目的。采用单颗粒磨料粒子使材料产生塑性变形模型来研究磨料水射流对金属材料的去除力,通过对纯水射流冲击材料的作用力和射流中磨料射流对材料的作用力以及接触应力的理论推导,得出磨料射流中轴线上磨料颗粒去除金属材料最大打击力和最大剪应力以及最大拉应力;通过建立伯努利方程,得到射流压力与金属材料的剪切力和拉应力的直接关系,为工程上磨料水射流抛光喷嘴设计和泵压选择提供了理论参考依据。     

超声振动辅助抛光材料去除机理研究

超声振动辅助抛光是一种特种精密加工方法，其材料去除过程包含机械、物理、化学等多种因素，研究材料去除机理具有重要意义。对超声流场及超声流场作用下单颗磨粒对工件表面冲击作用进行仿真，分析超声流场作用下抛光过程的材料去除机理。仿真分析表明，在超声作用下，流场产生极强的横向剪切流，横向剪切流携裹着磨粒对工件表面产生冲击作用，从而实现材料去除。材料去除量与磨粒冲击角有关，磨粒冲击角越大，材料去除量越大。随着抛光的进行，工件表面逐渐趋于平整，磨粒冲击角也随之减小，逐渐趋于0°,此时不再有材料去除，工件抛光完成。     

Fe_3O_4基电流变液的抛光特性研究

利用Fe3O4基电流变液对玻璃材料进行抛光加工试验,考察了抛光截面的形状特征,研究了加工间隙、电场强度对玻璃工件的材料去除的影响.结果显示电流变效应微磨头定点抛光的加工痕迹呈近似"U" 形,材料去除率取决于磨料与工件表面的研磨压力和相对速度的共同作用,材料去除量随着外加电压的增大而呈线性增大,而随加工间隙的增大而线性减小.     

锡磨盘定偏心平面研抛中材料去除模拟

本文使用超精密平面研磨机及锡磨盘进行超光滑表面的抛光研究,平面抛光中,锡磨盘表面的形貌和加工状况直接影响被加工工件的表面平面度。本文基于Ｐｒｅｓｔｏｎ方程,建立了在定偏心抛光条件下,被加工材料的去除模型,。针对锡盘开有同心圆等沟槽的表面加工状况,提出了一种计算材料有效去除的算法,计算了工件的表面去除误差,对抛光后工件表面形貌提出理论预测。     

超声振动辅助磨料流抛光技术研究综述

抛光加工是实现高性能零件最终表面质量要求的重要的方法.超声振动辅助磨料流抛光是磨料流抛光与超声振动相结合的复合抛光技术,在光学玻璃、蓝宝石、单晶硅、陶瓷等硬脆性材料抛光和金属材料零件复杂表面的抛光加工中具有独特的优势,可以有效地提高表面质量和抛光效率.对近年来的技术发展进行了总结,对抛光加工基本原理研究、材料去除微观机理研究、抛光工艺方法分类及应用等方面进行了系统的论述和分析.指出了这一技术当前的研究热点和需要解决的关键问题,对今后的研究、应用和发展给出了建议和展望.     

含磨料尼龙刷抛光去毛刺工艺试验研究

通过试验存出含磨料尼龙丝刷在含游离磨料浆液中对工件进行抛光去毛刺，可获得Rα0.3μm工件表面。单用含磨料尼龙丝刷或单用含磨料浆液都不能获此效果。应用该工艺，含磨料尼龙刷丝径对抛光金属去除量影响最大，钻床的转速也有明显影响，在抛光的同时，工件上因车、铣、钻引起的毛刺一同被去除，从试验中我们得出各工艺参数对加工效果的影响。并由此开发出了实用工程样机，并成功应用于生产。     

磨料喷射加工

据报导,目前国际商业市场出售一种磨料喷射加工设备,它是用磨料喷射流对工件进行机械加工。这种加工方法可以对钢件、铁基合金、钛、硅、陶瓷、玻璃及硬塑料等材料进行切削、钻孔、打毛刺、抛光或标刻。尤其用其它加工方法难于加工的工件或难于加工部位,更适于用磨料喷射流去加工。磨料喷射加工的原理:用干燥的压缩空气或其它气体作为气源,把磨粒用振动方法,由气源定量送入气流中形成含磨料的喷射流。由喷枪的小喷嘴喷出的磨料喷射流,     

表面光整加工技术及其应用（下）

3．水合抛光 水合抛光是利用在工件界面上产生的水合反应的新型高效、超精密抛光方法。主要特点是不使用磨粒和加工液,而加工装置又与当前使用的抛光机类似,只是在水蒸气环境中进行加工。为此,要尽量避免使用能与工件产生固相反应的材料作抛光盘。     

软体磨具新技术

零件曲表面的磨光,抛光技术是精密加工技术领域的难题,传统的磨具难以直接对不规则的曲面进行加工。作者研究的软磨具,是一种体内均匀含磨料的新型高分子复合材料、磨料和抛光粉为加工要素,聚氨酯基网链状高分子材料为连接剂并为抛光要素。新型软磨具为三维柔软的弹性体,能适应任意曲率的零件（金属或非金属）表面的磨光和抛光要求。本文包括新型软磨具的生成理论,制造技术和曲面零件抛光的工艺性能试验研究。     

磨料水射流加工去除模型研究

采用ANSYS Fluent对磨粒流场进行瞬态CFD仿真,得到射流过程中磨粒的分布和速度;并研究射流加工区磨粒运动机制,研究表明,新型后混合式磨料水射流加工中磨粒很容易穿过射流加工的静压区直接与工件发生作用进而去除材料。建立磨粒冲击塑性材料的冲击变形磨损模型,并结合Finnie塑性剪切磨损去除模型建立磨料水射流加工去除模型,模型表明,射流加工中心区域的材料去除量最高。根据新型后混合式磨料水射流系统进行塑性材料的磨料水射流加工试验,结果表明,射流加工中心区域材料去除最高,这是由于射流加工中心区域磨粒冲击角度较大、磨粒速度较高,材料以冲击变形磨损去除为主;远离射流冲击中心区域材料去除较低,材料以剪切磨损去除为主,与磨料水射流加工去除模型是完全一致的,证实磨料水射流加工去除模型的正确性。     

一种曲面抛光装置的研制与试验研究

随着全球技术革新的不断发展,精密零件的工艺性能日益提升,同时对于超精加工的要求也越来越高,尤其是复杂的曲面类零件很难加工。本文针对曲面类零件具有多曲率的特性,研制出能够抛光曲面的新型抛光装置,可以实现曲面类零件高效和高质量的抛光。通过试验研究发现,不同抛光速度和磨料浓度对表面粗糙度、材料去除率及表面质量影响很大,使用新型的装置抛光曲面类零件,工件表面粗糙度可以达到Ra 10nm左右,达到了镜面的效果。     

二维超声无磨料抛光机理研究

根据二维超声振动无磨料抛光过程,从变速特性、占空率、工件表层金属的变形、能量集中效应、抗振性和摩擦性质等方面研究了二维超声无磨料抛光加工机理.     

不同粒径金刚石固结磨料抛光硫化锌晶体研究

磨粒粒径是影响抛光最重要的参数之一,是决定加工效率和工件表面质量的关键要素。采用1~3μm、2~4μm、3~5μm 3种粒径的金刚石固结磨料抛光垫加工硫化锌晶体,分析磨粒粒径对工件表面质量和材料去除率的影响。实验结果表明,磨粒粒径对硫化锌晶体的固结磨料抛光影响显著,随着磨粒粒径的增大,固结磨料抛光硫化锌晶体的材料去除率增大,而表面质量变差。2~4μm金刚石固结磨料抛光垫加工硫化锌晶体可同时获得高材料去除率和优表面质量,材料去除率达到100 nm/min,表面粗糙度为4.37 nm。     

氮化硅陶瓷球化学机械抛光机理的研究

为探究氮化硅陶瓷球化学机械抛光过程及磨料与工件材料的相互作用规律,选用四种不同的磨料对氮化硅陶瓷球进行了抛光实验。通过对抛光后表面粗糙度的检测,讨论了不同种类磨料对工件表面粗糙度的影响。利用SEM观测工件表面形貌,探讨了不同磨料对工件的材料去除方式。采用X射线衍射技术分析了水基CeO2磨料抛光氮化硅陶瓷球后工件表面的化学反应生成物,对化学机械抛光的热力学分析进行了验证,分析了其化学机械作用过程。结果表明,CeO2是抛光氮化硅陶瓷球非常有效的一种磨料,利用水基CeO2抛光液对氮化硅陶瓷球进行化学机械抛光,获得了表面粗糙度Ra为4nm的光滑表面。     

磨料水射流抛光技术的研究现状

磨料水射流抛光是新出现的一种精密加工技术。本文综述了国内外学者对磨料水射流抛光技术的研究情况,介绍了磨料水射流抛光机理和各工艺参数对抛光效果的影响,指出了目前磨料水射流抛光加工中存在的问题。     

磨料水射流抛光45钢工艺参数优化

对磨料水射流抛光45钢进行了研究,分析了材料的去除机理,在已有材料去除模型基础上,设计了正交实验,对不同参数组合下磨料水射流加工45钢的表面粗糙度、材料去除率进行了MATLAB数据分析,同时从材料去除机理方面对磨料粒度、射流压力、横向进给速度、靶距、喷嘴冲蚀角度等加工参数对于抛光表面质量和材料去除率的影响程度和影响趋势进行了分析。最终结合加工面表面粗糙度和材料去除率,选出45钢抛光加工最优加工参数组合。     

金属电解液体磨料冲刷复合抛光工艺

工件在电镀前抛光是一道费时的工序，利用电解、液体磨料冲刷复合抛光工艺，可及时去除电解过程中在工件表面产生的钝化膜，提高电解抛光质量和速度，降低劳动强度。此工艺特别适用于批量较大，表面形状较复杂的工件抛光。     

纳米聚集氧化硅固定磨料抛光布的抛光特性

针对传统磨料的固定磨料抛光布容易在加工表面产生划伤,以及材料去除效率低等问题,提出了采用微米级球形聚集氧化硅粒子的固定磨料抛光布。将纳米聚集氧化硅粒子添加到抛光布中,用pH为10.5的碱性水溶液替代传统的抛光液,进行了Si基板的的抛光加工试验。与传统采用不规则形状天然氧化硅及球形熔融氧化硅固定磨料抛光布进行了比较,得到了纳米聚集氧化硅的固定磨料抛光布的加工特性,并讨论了它的基本参数对加工特性的影响。实验得到了与现行纳米抛光液(重量百分比为3%,pH=10.5)相同的材料去除率,加工表面粗糙度降低了约30%。与传统不规则形状天然氧化硅磨料抛光布相比,纳米聚集氧化硅抛光布的磨料为球形,弹性系数仅为其1.4%~60%,因此不易划伤抛光表面。与熔融氧化硅抛光布相比,纳米聚集氧化硅抛光布在pH为10.5的碱性水溶液中磨料表面可吸附的[-OH]离子提高了25倍,使得液相化学去除作用增大至去除率的70%以上。另外,随着纳米聚集氧化硅的微米粒径的增大,固定磨料抛光布的纳米级加工表面粗糙度几乎不变,但对前加工面表面粗糙度的去除能力明显增大,表现出微米粒径效应。