非圆截面元件机器人抛光力模糊自适应PI控制

针对非圆截面元件表面机器人抛光过程中末端力的柔顺控制问题,设计一套双机器人协同抛光系统,分析双机器人协同抛光运动过程,并以Preston方程为理论依据。建立布轮抛光工具端与工件之间接触阻抗模型,分析接触力误差与阻抗模型参数之间的关系;提出自适应调整阻尼参数实现布轮抛光工具与工件的柔顺接触;引入模糊控制理论和PI控制理论对比例、积分和阻尼参数实时调整。仿真以及实验结果表明：模糊自适应PI控制相比于自适应阻抗控制及定阻抗控制具有低超调、响应迅速以及快速稳定等特点,同时能够跟随动态期望力。     

基于分子动力学的压力对纳米抛光碳化硅的影响分析

本文运用分子动力学基本原理建立了金刚石磨粒抛光碳化硅工件的三维模拟模型,对线性增大抛光压力时系统势能、碳化硅工件的温度与材料去除量的变化规律进行了深入分析。研究结果表明:随着抛光压力的线性增加,系统势能和工件温度首先明显增大,然后增速变得缓慢,最后趋于动态平衡的状态,工件表面的材料去除形式由压实去除转变为犁沟去除,直至大变形切削过程,工件表面的原子去除数量近似指数函数变化。     

磨料浆体射流抛光模具钢的试验研究

通过磨料浆体射流抛光加工SKD12模具钢的试验研究,分析了浆体射流的加工参数与抛光加工工件表面质量之间的关系,得出了各个工艺参数对磨料浆体射流加工质量的影响规律。结果表明:模具钢抛光表面R_a值与磨料尺寸成正比,与工件的初始R_a值无关;走刀速度4 mm/s、喷射压力0.7 MPa、靶距5 mm、磨料浓度75 g/L时工件表面质量最佳;氧化铝磨料比碳化硅磨料抛光质量高;当走刀间距为1.25D时表面粗糙度值最低,且喷嘴直径越大表面R_a值越小。      

蓝宝石光学曲面柱形宽缎带磁流变抛光仿真分析及实验研究

目的 针对目前光滑无损伤光学曲面蓝宝石加工成本高、效率低的问题,对加工过程中磁流变抛光缎带进行流体仿真,进而优化抛光轮表面结构。方法 设计并提出3种表面结构柱形宽缎带磁流变抛光轮,介绍了磁流变抛光轮加工的基本原理,建立了磁流变抛光垫Bingham流体特性加工仿真模型,分析了3种抛光轮表面结构对工件表面磁通密度模、流场流速、流场压力分布的影响。同时对3种抛光轮的抛光效果进行了实验探究,探究了抛光轮表面结构对材料去除率和抛光后表面粗糙度的影响规律。结果 仿真结果表明,抛光轮表面槽型结构具有能增强磁通密度模、增大流体流速和流体压力的特性。实验结果表明,螺旋槽抛光轮的抛光效果最好,在螺旋抛光轮作用下,材料去除率为0.22 mg/h,抛光后蓝宝石表面粗糙度为1.08 nm。最终抛光轮近壁区总压力和速度的乘积结果与抛光轮实验去除率结果具有较好的一致性。结论 槽型结构可以提高抛光液在抛光轮表面的固着效果,影响工件表面流场运动状态,增强工件表面受到抛光垫的作用力。相较于光滑和横条槽抛光轮,螺旋槽抛光轮的抛光效率最高,表面粗糙度最低,可有效提高抛光效果。     

磁流变变间隙动压平坦化加工的工艺及机理

为提高光电晶片的磁流变抛光效率并实现其超光滑平坦化加工,提出其磁流变变间隙动压平坦化加工方法,研究不同变间隙条件下蓝宝石晶片的材料去除率和表面粗糙度随加工时间的变化,并分析磁流变变间隙动压平坦化加工机理。结果表明:通过蓝宝石晶片对磁流变抛光液施加轴向低频挤压振动,其抛光压力动态变化且磁流变液产生挤压强化效应,使抛光效率与抛光效果显著提升。在工件下压速度为1.0 mm/s,拉升速度为3.5 mm/s,挤压振动幅值为1 mm条件下磁流变变间隙动压平坦化抛光120 min后,蓝宝石晶片的表面粗糙度R_a由 6.22 nm下降为0.31 nm,材料去除率为5.52 nm/min,相较于恒定间隙磁流变抛光,其表面粗糙度降低66%,材料去除率提高55%。改变变间隙运动速度可以调控磁流变液的流场特性,且合适的工件下压速度和工件拉升速度有利于提高工件的抛光效率和表面质量。      

发电机支架新型弯曲模设计

通过对发电机支板Z形件弯曲模的改进，使模具、工件和设备三之间受力分布合理，并使工件弯曲部位始终处于压力控制状态，克服了平面压边结构造成的工件回弹的缺陷．从而使工件精度显提高。     

磁流变抛光技术的工艺试验

本文研究了利用自行配制的水基磁流变抛光液和抛光样机,进行了以抛光去除效率和表面粗糙度为考核指标的工艺实验,试验中所用工件为直径12mm的BK7玻璃零件,其初始表面粗糙度的均方根值为RMS1．41nm,经抛光后得到理想的表面粗糙度的均方根值为RMS0．61nm的玻璃工件,结果表明：随着磁流变抛光磁场强度的增加,抛光去除效率逐渐提高,但表面粗糙度的值随之降低;抛光盘转速的提高能促进抛光效率的提高,降低表面粗糙度值;抛光盘与工件间的间隙的减小有利于提高抛光效率但同时使表面粗糙度变差。     

磁流变效应微磨头抛光特性研究

为研究磁流变效应微磨头对玻璃等硬脆材料的抛光性能、考察Fe3O4基电磁流变液的抛光特性,在对微磨头基体的锥台端部的磁感应强度进行仿真分析的基础上,利用Fe3O4基磁流变液添加平均粒度7μm的金刚石微粉对玻璃材料进行了抛光加工实验。实验研究了磁流变效应微磨头抛光玻璃工件时加工间隙、磁感应强度对材料去除的影响,考察了工件表面抛光截面的形状特征。结果显示磁流变效应微磨头定点抛光的加工痕迹呈近似“U”形,工件表面的材料去除主要取决于微磨头与工件表面的研磨压力和磨粒的自我更新能力,材料去除量随着电磁感应器励磁电压的增大而呈线性增大,而随加工间隙的增大呈线性减小。     

YT2M-4826双面研磨机气动控制系统的设计

针对手机、平板电脑玻璃显示屏及太阳能电池晶片、红宝石等需求急增,迫切要求大量的高工艺、高精度、高效率的研磨抛光设备。根据传统产品存在精度差和效率低的缺陷,采用先进的压力传感器、PLC和气缸的控制技术,同时采用数字PID控制方法,实现轻压、自重、重压3种工艺的研磨抛光方式,解决了加工工件时易造成工件的破碎和难加工的问题。该方法运用在 YT2M-4826双面研磨机上,实现了研磨机的精密、平稳的研磨和抛光功能,更实现了研磨抛光工件的高精度和高效率加工。经深圳富士康公司使用,反映很好,完全达到设计和加工要求。     

二级行星磨料抛光机对矩形手机边框抛光实验研究

为研究二级行星磨料抛光机对矩形手机边框抛光工艺特性,采用外形与手机边框相似的矩形工件进行了抛光工艺实验,较系统地研究了抛光时间、抛光转速、磨料粒度等主要工艺参数对工件表面质量的影响规律。实验表明:在采用8~#核桃粒磨料,抛光时间为90 min,抛光转速为75 r/min时,工件表面抛光质量较好,长短边表面粗糙度差异性较小。     

机器人恒力磨抛材料去除研究

针对传统机器人-砂带磨抛工件时材料去除量难以定量控制的问题,结合Preston磨削经验公式与赫兹弹性接触理论,将法向磨抛力、砂带速度、工件进给速度3个工艺参数作为变量,建立机器人恒力磨抛的材料去除深度模型;然后进行硬件选型,搭建机器人恒力磨抛实验平台;最后以上述3个工艺参数为变量设计了机器人恒力磨抛单因素实验,实验结果...     

钻石抛磨智能机械手控制系统设计

中国作为钻石生产大国,对于钻石的加工还主要依赖于人工抛磨,然而钻石在抛磨时表现出很强的各向异性,这严重影响了钻石的抛磨效率。针对这个问题,深入研究了钻石的抛磨机制,设计了基于uCOS-Ⅱ的钻石亭面抛磨机械手控制系统,针对钻石的各向异性提出了智能寻优策略的解决方案,并在钻石抛磨机械手上运行,该系统可以通过压力变化准确地识别软抛磨方向,从而实现了钻石的自动化加工,解决了各向异性为钻石加工带来的加工困难且效率低下问题。目前基于该控制系统的智能抛磨机械手已经交付给钻石生产厂商使用,并明显提高了钻石的加工效率和表面质量。     

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。      

Workpiece surface integrity of Ti-6-4 heat-resistant alloy when employing different polishing methods

The use of heat-resistant titanium alloys for the manufacture of gas turbine engines components for aerospace/energy applications has become a routine exercise. However, components with complex designs specifications might pose manufacturing challenges especially when finishing processes are needed to enable their compliance with tight industrial standards for workpiece surface integrity. Information on polishing processes for such sensitive industrial applications is scarce. The paper reports on the influence of polishing methods/strategies on the quality and integrity of workpiece surfaces obtained after different polishing methods on Ti-6-4 heat-resistant alloy. The research focuses on identifying an “optimised” polishing strategy that will enable finishing a family of targeted safety critical aero-engine (TSCA-E) components, on which the simultaneous fulfillment of the following technological/quality criteria is required: (i) tool life to enable polishing of minimum of workpiece surface areas that are related with specific features of TSCA-E components; (ii) removal of pre-machining (i.e. milling) marks while obtaining required surface finish; (iii) generation of damage-free polished surfaces, i.e. high workpiece surface integrity. Two (belt; bob) polishing methods with various media/grades (Al₂O₃, SiC, polycrystalline diamond) of the abrasive materials in conjunction with three cutting media (dry; chilled air; minimum quantity of lubricant) have been tested to address the overall finishing of TSCA-E components. Although significant differences in tool life performance exist between belt and bob polishing methods, both are capable to meet the requirements of minimum workpiece surface coverage if “optimised” operating parameters are employed. When considering surface roughness criteria, Al₂O₃ belts and SiC bob tools were found appropriate. Furthermore, surfaces obtained with these tools when employing cooling media (chilled air for belt polishing and minimum quantity of lubricant (MQL) for bob polishing) showed compliance with the tight requirements of industrial standards for workpiece surface integrity (metallurgical damage and residual stresses). This proved that belt and bob polishing methods can be employed in conjunction as “hybrid” technique to enable automated overall finishing of complex geometrical components.     

不同表面处理方法对环氧胶接接头老化性能的影响

    选用了LY12CZ铝合金和TA2钛合金两种基体,分别采用了两种不同的表面处理方法对其进行表面处理：砂纸打磨、磷酸阳极化(PAA)和砂纸打磨、阳极化(SHA);研究了不同表面处理方法对Al/Al环氧胶接接头、Ti/Ti环氧胶接接头老化性能的影响,结果表明,与砂纸打磨法相比PAA和SHA表面处理法能显著提高环氧胶接接头在介质中的老化性能,尤其是在低温介质中的耐久性.     

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...     

基于ELID磨削WC-Co硬质合金表面机械研抛研究

本文采用ELID磨削和机械研磨抛光复合技术,对WC-Co硬质合金表面进行了超精密加工实验研究。首先采用ELID磨削对WC-Co硬质合金表面进行预加工,获得表面粗糙度Ra18 nm的精密加工表面。在此基础上对其进行机械研磨抛光加工,研抛盘转速设定为150～200 r/min,研抛压力控制在0.2～0.5 N/cm2范围;机械研抛时,首先采用含W1金刚石磨粒的研抛液,对ELID磨削后的表面进行加工100min左右,以达到快速去除的目的。再用含W0.5金刚石磨粒的研抛液,进行机械研抛约100 min,最后获得Ra4 nm的超精密表面。同时,针对机械研磨抛光过程,本文深入研究了磨料种类、粒度、抛光液溶剂、研抛压力、研抛加工时间等因素对加工表面粗糙度的影响。     

An efficient super-high speed polishing method for CVD diamond films

In this paper, 0Cr18Ni9 stainless steel was used as the polishing plate material during the super-high speed polishing of CVD diamond films. The influences of polishing speed and polishing pressure on the surface character, material removal rate and material removal mechanism have been studied using scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and Raman spectroscopy before and after polishing, respectively. The results showed that the super-high speed polishing with 0Cr18Ni9 stainless steel polishing plate is an effective polishing method, and while the polishing speed and pressure are 100 m/s and 0.17–0.31 MPa, the material removal rate could reach to 36–51 μm/h. Furthermore, the material removal mechanism is mainly the chemical reaction between carbon and iron and the diffusion of carbon atoms into the polishing plate during the super-high speed polishing.     

PLC控制的钢轨电极接触面磨光机开发与应用研究

本文介绍了一种用于钢轨表面除蚀的新型磨光机,该机把砂带磨削原理、ＰＬＣ与液压控制融为一体,成功地应用于钢轨电极接触面磨光机上,经三年多的运行考核,取得了十分可观的效益。     

砂带抛光工艺对试样表面完整性的影响

磨削加工作为试样制备的最后一道工艺,对试样的表面质量影响很大.砂带抛光工艺相对于传统砂轮磨削来说,有效率高,质量好等优点,适于试样加工.通过一系列的正交实验和单因素实验,针对A-100材料,探索了抛光速度,进给速度,抛光深度和砂带粒度对试样表面完整性的影响.实验结果表明通过优化上述参数,减少试样表面残余应力,降低表面粗...