光学抛光精磨机气动控制优化设计

以现在大量使用的光学抛光精磨设备为研究对象,分析了产品加工过程中出现的严重工废问题。通过分析现有光学设备的加工工艺,对整机的相关部分进行优化,得出光学精磨抛光设备加工光学产品的优化设计方案,并设计了新的气动控制结构。对新结构的实际使用效果进行检验,结果表明:新的气动控制结构能有效提高产品合格率、降低劳动强度和生产成本。     

基于灵敏度分析的机床立柱结构动态优化设计

以固有频率的提高作为衡量结构动态性能的指标,采用灵敏度分析方法对立柱筋板布局和厚度参数进行了优化设计。利用得到的立柱优化方案建立新的整机模型,并进行重新分析以验证立柱的动态优化设计对整机性能的提高。     

磁流变抛光光学表面加工面形控制技术研究

磁流变抛光是一种新型超精密光学表面加工方法。由于其抛光过程可控,磁流变抛光过程可以有效去除表面及亚表面破坏层,提高表面质量,修正元器件表面面形误差。抛光过程容易实现计算机数控,通过数控过程的合理设计,磁流变抛光过程可以有效地对球面及非球表面进行抛光加工。研究了实现面形修正的驻留时间算法,并对光学球面器件进行了试验加工,抛光后其表面面形误差2点峰谷值从0.17μm降低到0.07μm。     

球面滚子剪切增稠抛光优化实验

目的 研究球面滚子在剪切增稠抛光过程中,不同抛光参数对表面粗糙度的影响,获得滚子光滑滚动面,并优化抛光工艺参数。方法 基于田口实验设计,以表面粗糙度Sa为评价指标,分析磨粒种类、磨粒浓度、抛光转速、抛光间距等4个抛光工艺参数对球面滚子剪切增稠抛光后表面粗糙度的影响。通过实验分析表面粗糙度Sa的信噪比结果,得出最优的参数组合,并通过摩擦磨损实验评价抛光表面的摩擦磨损性能。结果 得到了优化的工艺参数,Al2O3与SiO2混合磨粒的质量比为1∶1,磨粒的质量分数为10%,抛光转速为70 r/min,抛光间距为4 mm,抛光时间为30 min。在此优化的工艺参数下,球面滚子表面粗糙度Sa从(40±10)nm降至(8.51±2)nm。结论 剪切增稠抛光可以有效地去除球面滚子的表面缺陷,且在抛光过程不会改变滚子的圆度,抛光后滚子表面的摩擦因数减小,表面不易发生氧化物堆积。采用剪切增稠抛光可以有效提高GCr15球面滚子的表面质量。     

开放式加工设备整机静动态特性分析及其优化

以开放式铝材构件加工设备为研究对象,对整机结构进行了静动态特性分析及其优化设计。分析了考虑切削力情况下整机静力变形情况与各部件变形量占系统总变形量的百分比、找出了系统静刚度的薄弱环节;通过整机模态分析获得了前6阶固有频率及振型,找出了整机动态特性薄弱环节;对薄弱环节——横梁及滑枕进行了优化。为研究此类加工设备静动态特性及其结构优化设计提供理论基础,有助于提升窄长铝材构件加工质量,促进相关行业发展。     

PM150B精磨抛光机设计改造

采用交流减速电机和变频器对一台德国LOH公司生产PM150B型双轴精磨抛光机主轴系统进行整体改造,对主轴传动链进行了全新设计。不仅使长期瘫痪的进口设备重新投产,而且简化了结构、提升了性能、延长了寿命,为同类光学零件加工设备的技术升级改造与维修工作提供参考。     

立式铣削加工中心立柱结构拓扑优化设计

基于连续体ICM拓扑优化方法,结合CAD/CAE系统,提出以模态频率为目标的结构拓扑优化模型,运用该模型完成XH715立式铣削加工中心立柱结构拓扑优化设计,其动静态性能有较大的改善,为后续的整机优化和详细设计提供了理论指导和设计原型.     

微型移动龙门式铣床结构优化设计

针对某微型移动龙门式数控铣床的结构薄弱处,提出一种基于拓扑优化以及正交试验设计方法的整机优化设计方法。首先,建立其本体有限元模型,在具体工况下对其进行了静力学分析,得到了位移、应力云图;通过模态分析,得到其前十阶模态固有频率和主振型。根据有限元分析结果,基于拓扑优化原理,以最小应变能为目标函数,立柱质量为约束条件,对微型铣床立柱进行了优化设计;采用正交试验的方法,以工作台自重下最大位移为优化目标,T形槽大小、槽间距、工作台厚度和工作台支撑面积为设计变量,对工作台进行了优化设计。最后对优化后整机结构进行了有限元仿真,结果表明优化后整机静动态性能有了明显提高。     

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。     

叶片进排气边抛光工艺及其参数优化

叶片是航空发动机关键零部件之一,具有复杂的几何形状、极高的几何精度和表面质量要求.其中,叶片进排气边作为影响整机性能的关键区域,其较小的半径尺寸、急剧的曲率变化使得数控自动化抛光难以实现.为此,提出一种采用电镀超硬磨料柔性抛光轮定轨迹抛光的方法.通过优化线速度和预压量等抛光工艺关键参数,建立相应的抛光去除量和表面粗糙度...     

光学设备抛光精磨机滑架结构优化设计

多年来,关注并跟踪光学设备抛光精磨机使用过程中的维修,发现滑架磨损失效频繁,维修费工费时,维修成本偏高。为解决这一难题,研究滑架的工作原理,对磨损问题进行分析,得出新的滑架设计思路,对滑架进行优化设计。针对新的结构,分析和实验表明:优化设计的结构在提高其使用性能的前提下,还能成倍提高其使用寿命,降低了维修频次和维修成本,可满足正常生产和方便维修的需求。     

基于ANSYS Workbench的球面磨床磨头结构设计方案分析

磨头属于精密数控球面磨床的关键部件,其结构形式会直接影响到磨头动力部件的刚度,从而影响到加工工件的精度及表面质量.针对SMG63H球面磨床磨头结构形式设计的三种方案,运用ANSYS Workbench对磨头动力部件加载工况进行静态特性分析,通过分析不同设计方案的磨头、主轴、主轴箱以及磨头动力部件整体的变形量和应力大小,选出静态特性最优方案.此方法为精密数控球面磨床关键部件有限元分析及设计方案的优化提供技术支持,为改善机床结构性能和提高机床精度奠定了基础.     

Fixed-abrasive grinding of brittle hard-disk substrates

An industry shift from aluminum-based hard-disk substrates to ceramic or glass substrates presents new challenges in high-precision machining. In this paper alternative brittle substrate materials are described. A fixed-abrasive grinding process is implemented using a specially configured precision grinding apparatus, and this process is proposed as an alternative to lapping and polishing for brittle substrates. Ductile-regime grinding techniques are used to machine ceramic substrates in one brittle material—glassy carbon—to optical quality on a two-axis, twin air-spindle grinding machine with nanometer-scale in-feed control. The machine's design and performance is described, as are a series of grinding experiments to fabricate glassy carbon hard-disks. Process innovations have resulted in a machine capable of finishing 0.9 mm-thick ceramic hard-disk substrates to 8 nm rms roughness and 8 μm flatness without lapping or polishing.     

工业叶片磨抛加工过程接触控制优化

应用机器人磨抛技术对叶片进行磨抛加工过程中,由于非零逼近速度和不连续动态特性等因素使得磨抛加工接触过程存在力振荡与力过冲问题,严重影响叶片表面加工质量和系统稳定性.针对此问题,文章提出了一种磨抛加工过渡过程的优化振动抑制方法.以机器人砂带磨抛技术为研究对象,在输入整形技术的基础上引入正负交替的脉冲序列,设计出改进具有负...     

等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的显微组织检测技术

使用自动金相制样设备和光学显微镜对大气等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层金相样品制备技术及显微组织评估技术进行研究,确定最佳的制样及评估方法.结果表明:金相试样制备时采用树脂粘接SiC湿砂轮切割片取样、配备正确制样参数的自动化磨抛设备,采用SiC新砂纸研磨和回弹性低的无毛布抛光,能够有效呈现涂层的真实显微组织,解决了涂层孔隙率异...     

面向大平面光学玻璃的射流抛光喷嘴设计

射流抛光是应用于先进光学制造业的一种新的加工方法,喷嘴是射流抛光设备的重要元件。传统的针形喷嘴加工效率较低,不能满足大平面光学玻璃的加工需求。为此,设计了新型喷嘴以提高射流抛光效率,对不同结构参数的喷嘴进行了数值模拟。模拟结果表明:新型喷嘴可满足大平面光学玻璃的加工需求;选择较小的喷嘴出口宽度、较大的喷嘴收缩角度和收缩段长度可有效地提高射流抛光的加工效率。     

基于工业机器人的不锈钢抽油烟机自适应打磨系统的开发

结合人工打磨不锈钢抽油烟机的现场操作,研究不锈钢打磨的要点,将工业机器人技术、比例阀控制技术、力反馈技术、PLC控制技术等结合在一起,利用气动执行元件,通过Solid Works软件进行结构设计,完成了一种基于机器人的自适应不锈钢抽油烟机打磨系统的开发。安装在刚性很强的机器人上的打磨头能在工件表面始终保持恒定的打磨压力,保证了工件的打磨品质。设备实现了打磨的智能化、自动化,不仅可以应用于不锈钢抽油机产品,还易于推广到陶瓷等其它产品表面的打磨,对于提高劳动生产率、提高难于打磨产品的质量具有重大应用价值。     

航空发动机整体叶盘数控砂带磨削变形行为及其试验研究

针对航空发动机整体叶盘结构复杂，铣削后表面纹理明显，粗糙度和型线精度无法达到设计要求，手工抛光后叶盘表面质量和型面精度难以满足工艺要求的现状，开展整体叶盘数控砂带磨削变形行为及其试验研究。分析整体叶盘数控砂带磨削全型面磨削过程，阐述整体叶盘数控砂带磨削的变形机理，提出一种新型开式数控砂带磨削方法。进行基于ANSYS的磨削变形仿真分析，提出带有压力反馈的磨削压力控制系统方案，实现磨削变形的控制。用磨削试验装置进行整体叶盘精密数控砂带磨削试验，结果表明:整体叶盘数控砂带磨削后，表面粗糙度小于0.4 μm，型线精度高于0.05 mm，能够很好地适应叶片变形，实现数控砂带磨削替代手工抛光，提高磨削效率，满足设计要求。      

全自动磨抛机在钢铁金相制样中的应用

主要介绍了全自动磨抛机制备钢铁金相试样的方法。结合制备的金相试样实际效果,说明全自动磨抛机使用过程中的金相试样磨削、超声清洗、抛光、冲洗干燥等步骤以及如何调整设备运行的参数,以实现全程自动化制备高质量的金相试样。结果表明,全自动磨抛机采用合适的运行步骤及参数后,能稳定自动化制备出高质量的金相试样,避免了手工等金相制样造成的假象,提高了后续检测结果的准确性。     

大型工程机械驾驶室机器人自适应打磨抛光系统的设计

为适应当前制造业大型设备零部件生产需要,提高对大型工程机械驾驶室焊缝打磨抛光处理效率,设计一种机器人自适应自动打磨系统。此系统采用六自由度机器人配置自适应性力控系统,实现对复杂曲面及焊缝的贴合;采用外接轴实现对工件所有焊缝全方位覆盖,并实时切换姿态完成自动打磨。通过自动更换打磨工具的方式,实现单个机器人生产效率最大化;运用模块分层化理念,使不同工位满足不同工艺需求,凸显此系统良好的兼容性;其中加装的自适应性力控装置,实现了工业参数数据化,其可调可控,从而保证打磨抛光的效果。挖掘机驾驶室焊缝打磨抛光试验结果表明：此系统可实现对大型工程机械驾驶室焊缝打磨抛光全自动化处理,且保证了打磨效果,可以满足生产要求。