环形气囊抛光技术的研究

气囊式抛光是一种极具发展潜力的抛光方法,在精密光学元件的加工领域具有广阔的应用前景.针对现有气囊式抛光磨头加工方法的不足,提出了一种环形气囊抛光技术,设计了气囊式环形抛光磨头的机械结构.基于环形气囊抛光实验平台,利用气囊式环形抛光磨头进行了工艺试验.实验结果表明,此种抛光技术能够实现光学零件高精度表面质量的加工.     

模具气囊抛光工艺规划方法

针对目前模具抛光工艺规划方法研究的不足,提出一种模具气囊抛光总体工艺规划方法.基于抛光实验,研究了不同磨粒粒度水平下工件表面粗糙度的变化规律及可达的最小粗糙度值,提出一种基于不同抛光阶段中磨粒粒度选取的模具气囊抛光工序规划方法,该方法有助于实现抛光工序的智能规划.最后基于此方法进行了抛光实验,抛光效果较好.     

光学玻璃磁性复合流体抛光应力与材料去除率的实验研究

根据光学玻璃元件超精密加工技术的需求,研究自旋转式和行星旋转式磁性复合流体(MCF)抛光的应力分布和材料去除率。首先,设计可实现自旋转和行星旋转抛光装置,搭建抛光实验平台;然后,进行自旋转式和行星旋转式MCF抛光实验,通过自行设计抛光应力分布测试实验分析了两种抛光方式的应力分布规律;最后,通过定点抛光实验,对抛光前后的工件表面轮廓进行检测,计算并分析两种抛光方式的材料去除率。实验结果表明,立式的两种抛光方式,正应力均明显大于剪切应力,工件外侧受到的剪切应力大于中心受到的剪切应力,行星式抛光的材料去除率明显大于自旋转式抛光的材料去除率。     

大尺度光学玻璃离散粒子抛光技术研究

分析大尺度光学玻璃加工工艺,说明离散粒子抛光是大尺度光学玻璃精密加工的关键工序.介绍各种离散粒子抛光方法内涵、发展过程与趋势,从加工精度、质量、效率角度进行重点评述.介绍目前正在进行研究的可控式磨料流体抛光原理、实现形式及现状.研究表明可控式磨料流体抛光是一种值得关注的离散粒子抛光方法.     

连续进动气囊抛光行间距优化及实验研究

为提高和调控模具加工质量,针对行切法连续进动气囊抛光的行间距优化问题进行了仿真分析和实验研究。在取得优化进给速度和叠加次数的基础上,兼顾抛光效率与抛光效果,运用二分法原理,通过MATLAB仿真分析了行间距对气囊抛光材料去除特性的影响,获得了优化行间距D=8.2mm。基于建立的连续进动气囊抛光离线规划原型系统进行了实验对比验证,实验结果与仿真结果吻合。     

基于接触特性优化的模具曲面气囊抛光实验研究

为提高模具自由曲面上的气囊抛光加工效果,在六自由度气囊抛光实验平台上对不同曲率半径的二维曲面模具进行了气囊抛光实验研究。首先,研究了模具自由曲面上不同曲率表面对于气囊抛光过程中接触区域的接触面积、接触宽度,接触力和抛光效果的影响规律;在此基础上,提出了在气囊抛光过程中通过调节气囊抛光头的下压量和内部充气压力来改变接触面积、接触宽度和接触力值的方法,使抛光时不同曲率表面接触区域内的平均接触压力相同,且沿运动方向的接触宽度也相同,从而使不同曲率表面在抛光后的抛光质量接近,使整个模具自由曲面的抛光效果达到最佳;最后,运用上述方法对二维曲面模具进行了抛光实验。实验研究结果表明,经过接触特性优化,不同模具曲率表面气囊抛光后接触区域内的抛光质量接近,抛光效果得到提高。     

气囊抛光技术及其研究现状

气囊抛光能够获得稳定的材料去除特性和高质量的抛光表面。回顾了气囊抛光的工作原理、特点和发展现状,对气囊抛光的关键技术进行了比较分析,包括抛光工具,进动抛光,脉动抛光,磁流体抛光,驻留时间,边缘控制和过程控制,抛光轨迹规划,磨粒场及气囊抛光应用等。研究结果表明,气囊抛光是一种值得关注的自由曲面高效精密抛光方法。     

硅晶片抛光加工工艺的实验研究

双面抛光已成为硅晶片的主要后续加方法,但由于需要严格的加工条件,很难获得理想的超光滑表面.设计了硅片双面抛光加工工艺新路线,并在新研制的双面抛光机上对硅晶片进行抛光加工,实验研究了不同加工参数对桂晶片表面粗糙度和材料去除率的影响.采用扫描探针显微镜和激光数字波面干涉仪分别对加工后的硅晶片进行测量,实验结果表明:在优化实验条件下硅晶片可以获得表面粗糙度0.533nm的超光滑表面.     

回转对称非球面气囊抛光控制算法研究

介绍一种新型的非球面光学零件抛光方法———气囊抛光,这种方法可以得到高质量的光学表面。针对气囊抛光加工回转对称非球面的特点,进行抛光路径规划,对去除函数进行降维处理,提出抛光驻留时间的计算方法。最后,给出抛光算法的实现框图,并按照实现框图指导实际的玻璃非球面加工,取得满意结果,验证了算法的有效性。     

光学玻璃的精密切削实验研究

通过纳米印压和变切深切削实验,研究了SF6光学玻璃在微/纳米尺度下的材料去除机理,发现切削条件对脆性材料的微去除方式有直接影响.进行了SF6光学玻璃的超声波振动切削实验,实现了光学玻璃的塑性域切削,获得了粗糙度值为Ra 24 nm的加工表面.研究结果表明,采用金刚石超声波振动切削技术可以显著减小刀具磨损.     

气囊抛光数控机床后置处理算法的研究

利用坐标变换的方法,对机床的进动机构和进给机构进行运动学分析,建立了进动和进给运动方程,并根据方程和实际气囊抛光工艺提出了用于机床实际运动控制的数控自动编程后置处理算法,该算法在实验抛光加工中得到了应用.     

气囊抛光工件的几何信息重构研究

针对传统的气囊抛光操作都需要工件CAD信息所引起的建模效率低下、操作复杂等问题,将一种能够在线自动重构工件几何信息的技术应用到机械臂气囊抛光系统中。详细介绍了抛光工件未知曲面在线重构的操作方法和基础理论原理,从而获取未知气囊抛光工件曲面的法矢量和切矢量,提出了一种基于位置内环补偿的力外环主动柔顺控制方案,利用抛光机械臂末端的位置补偿来实现气囊抛光所引起的接触力控制,并建立了气囊抛光接触力控制模型;另外,还搭建了一个能够对未知工件进行建模的实验平台,对理论原理进行了模拟性实验。研究结果表明,该策略应用于跟踪和识别一个未知的抛光工件曲面是可行、有效的。     

基于游离磨料的机器人抛光工艺实验研究

建立了基于游离磨料和软质抛光工具的工业机器人抛光系统,研究了机器人抛光轨迹的生成方法,并研究了主要工艺参数如主轴转速、轨迹间距和机器人行走速度对表面抛光质量的影响,为确定合理的机器人抛光工艺参数提供了依据。在此基础上对等离子熔射快速制造的金属模具型腔进行了表面抛光实验验证。     

不锈钢管外表面电化学抛光工艺的实验研究

本文尝试了脉冲电源中性电解液移动式抛光不锈钢管外表面的方法 ,进行了直流与脉冲电流抛光对比实验 ,对表面质量和极间电场与流场进行了分析。     

气囊抛光工艺中接触面积的计算与仿真分析

针对气囊抛光非球面工件时,气囊为了适应工件表面而使得自身形状发生改变,其接触边界复杂多变难以确定以及接触面积难以计算的问题,对气囊研抛头抛光大型椭圆非球面的研抛过程进行了分析及适当的假设,建立了研抛头与非球面接触区域的数学模型,提出了一种以几何方法建立的接触面边界求解参数模型,并借助有限元软件ABAQUS和ADAMS对接触边界进行了仿真计算.研究结果表明,采用该算法得到的参数模型计算结果和三维实体接触软件模拟计算结果接近,说明该算法可用于气囊抛光工艺中接触边界和面积的求解.     

阀门环形螺栓组装配工艺实验研究

搭建了阀门环形螺栓组装配工艺实验平台,分析了垫片、润滑条件等影响因素对阀门法兰环形螺栓组预紧力控制的影响.在顺序加载、对角加载、同时加载的条件下对阀门环形螺栓装配工艺进行了验证实验,采用差方分析法和切比雪夫不等式法对实验结果进行了评估预测.     

气囊连续进动抛光运动模型的研究

为了控制六自由度机器人实现气囊连续进动抛光功能,建立了相应的运动数学模型。首先基于气囊连续进动抛光原理,利用齐次坐标变换矩阵,建立了气囊定点进动抛光的数学模型;在此基础上,根据气囊连续进动要求,应用坐标系转换原理,推导了气囊连续进动抛光的数学模型;通过Matlab仿真绘制了气囊连续进动抛光的运动空间,并在六自由度机器人辅助气囊抛光系统中进行了直线连续进动的实验验证,实验验证结果和仿真结果完全吻合。研究结果表明,该气囊连续进动抛光数学模型是可行的。     

抛光工艺参数研究

采用单因素实验法,获得较优的抛光工艺参数,以控制抛光工艺参数来达到各种零件表面粗糙度值的要求.论述的抛光工艺参数适用于曲面、特种材料的精密零件抛光.     

未知工件CAD信息的气囊抛光技术研究

为解决传统的气囊抛光操作都需要工件CAD信息所引起的抛光效率低下、操作复杂等问题,现将一种能够在线自动重构工件几何信息技术应用到机械臂气囊抛光系统中。介绍了抛光工件未知曲面在线重构的操作方法,从而获取工件未知曲面的法矢量,提出了抛光气囊头与工件未知曲面接触力的主动控制方案,将传统的力/位并行控制算法模拟人的大脑,试着去识别工件表面的几何变化趋势,建立了具有时变约束的在线最优轨迹规划算法。通过在机械臂气囊抛光实验设备中对一未知几何信息的工件进行了自动抛光操作,对抛光效果和抛光过程中的接触力进行了实验对比和数据分析。结果表明,该策略在应用改进的力/位并行控制算法跟踪和识别一个未知的抛光工件曲面是可行、有效的。     

钢珠对磁力抛光工艺影响规律的实验研究

磁力抛光机利用磁场的力量,引导磨具(磁针)做快速旋转运动而抛光工件。为了使磁力抛光机对45钢轴的抛光效果及效率更佳,从理论上分析了磁力抛光的工作原理、磁力抛光过程中磨具的运动方式和影响磁力抛光效率的因素,提出加入钢珠会提升抛光效果及效率,并对45钢轴进行磁力抛光实验。实验结果表明:加工频率、磁针长度均对抛光效果及效率有不同程度的影响;加入钢珠后,抛光效果及效率都有提升;最佳磁针与钢珠的质量混合比例为1∶3。