单储丝筒线切割机的切割线振动研究

分析单储丝筒线切割机在工作过程中切割线振动产生的原因。通过对导向轮转动惯量对切割线振动的影响进行深入研究,建立了基于转动惯量分析的切割机走丝系统模型,并在Matlab的Simulink环境下对走丝系统进行了仿真,结果揭示了导向轮转动惯量和切割阻力对切割线振动的影响规律。     

清漂无人船船体轻量化研究

以清漂无人船质量最轻为设计目标,将船舶设计规范要求的板厚尺寸及最大等效应力、剪应力作为约束条件,通过灵敏度分析筛选确定设计变量。将设计变量进行正交试验,得到神经网络训练和测试样本。构建双隐含层的BP神经网络模型替代耗时的有限元模型,确定应力与设计变量之间的关系,并与不同隐含层的神经网络进行比较,得出双隐含层BP神经网络模型性能更好的结论,从而用其对清漂无人船进行轻量化优化。优化后的船体质量降低10.3%。优化后的船体经有限元分析,满足船舶设计规范要求,说明双隐含层BP神经网络模型在船舶结构设计优化上具有可行性。     

大口径高精度四维调整工作台设计

为了解决大口径高精度光学元件加工和测量过程中的调整问题,研发了一台SWTZT-1400高精度四维调整工作台.文中以四维调整的坐标转换为基础,阐述了四维调整工作台的调整原理,并对大口径高精度四维调整工作台进行了设计.为保证工作台高效率、高精度和高稳定性的调整,工作台整体采用双层结构形式,调平采用八点支撑结构,并配置高可靠性的调心调平锁紧机构,该工作台的上台面直径为1 400 mm,其平面度≤0.01 mm,x、y向的调心范围为±25 mm,x、y向的调心误差为0.1μm,x、y向的调平范围为±3°,x、y向的调平误差为10″,可实现大口径高精度光学元件的加工、测量和精密修配中工件装夹位置和角度的精确微量调整,提高光学元件的制造和测量精度.     

全气体静压环形抛光机床的研制及应用

针对单轴抛光机面形控制难度大、较多依赖人工经验,无法满足光学元件激增的数量和精度需求的问题,提出研制一种新型超精密环形抛光机床。首先引入抛光盘跳动为变量构建基于Preston公式和赫兹接触理论的材料去除模型;模型仿真分析表明抛光盘跳动误差变化会导致材料不均匀去除,而主轴跳动误差和导轨直线误差会直接影响抛光盘的面形修正和测量精度。然后基于此结论,利用静态、模态、谐响应分析对机床整体布局和横梁支撑形式进行优化;同时设计气体静压导轨和主轴以提高直线运动精度和主轴回转精度。最后为了验证机床精度和加工指标,采用LK-G5000激光传感器检测导轨和转台的运动误差分别优于1.2μm/400 mm和0.4μm。对?300 mm的UBK7光学元件进行抛光,8小时后粗糙度和PV值分别优于Ra0.56 nm和1/10λ。结果表明：所研制的超精密环形抛光机床达到了设计要求。     

基于薄膜传感器的化学机械抛光面压力分布检测装置研制及应用

光学元件化学机械抛光（CMP）过程中元件与抛光垫之间接触压力分布是影响元件抛光去除效率和抛光效果的关键因素，但因元件、磨料、抛光垫之间的接触状态较复杂、且不停变化，难以通过仿真计算获得。为了研究确定性抛光去除机理，设计了一套CMP面压力分布在位实时检测装置，将薄膜压阻传感器阵列式布置于抛光垫下，对元件与抛光垫接触面的压力分布展开实时检测，并通过仿真分析抛光垫与元件表面接触压力分布理论模型，与实测结果进行对比。基于自主搭建的实验平台，模拟工况进行研磨实验，并使用基恩士CL-3000激光位移传感器测量抛光垫面形。实验结果表明：随着研磨时间增加，抛光垫面形逐渐平整并接近当前研磨条件下的极限，其标准差由0.2079 mm降低为0.1839 mm，使用压力分布检测装置测得区域压力值标准差第一阶段下降8.2%，第二阶段下降0.2%，工件与抛光垫接触面压力分布逐渐均匀，与抛光垫面形逐渐平整的趋势相对应，证明该装置可以有效检测抛光过程中的压力分布及实时变化。