无理数转速比下的平面研磨轨迹均匀性研究

平面研磨过程中磨粒与工件的相对运动轨迹分布对工件表面质量有重要影响。针对有理数转速比下的研磨加工过程中磨粒轨迹重复的问题,对磨粒相对工件的运动轨迹进行了研究,分析了典型的定偏心式主驱动方式平面研磨过程中磨粒轨迹对抛光均匀性的影响,提出了一种无理数转速比的平面研磨加工方法,利用Matlab工具对无理数转速比平面研磨加工进行了运动学仿真,理论分析了基于螺旋线磨粒排布的研磨盘在无理数转速比下的磨粒轨迹均匀性。仿真结果表明,无理数转速比下的磨粒轨迹线是开放的,其在均匀性方面优于有理数;对于不同无理数转速比,研磨轨迹均匀性随着转速比的增大而提高,但随着研磨时间的增加其均匀性趋于相同。该研究为无理数转速比平面研磨抛光设备的研制提供理论依据。     

研磨驱动方式和转速比对磨粒运动轨迹的影响研究

针对常规平面研磨过程中磨粒运动轨迹重复性较高、研磨抛光均匀性不足的问题,引入了无理转速比概念,以进一步提升研磨加工均匀性。建立了定偏心主驱动式和直线摆动驱动式下的轨迹数学模型,通过Matlab进行了运动学仿真,对两种驱动方式和不同转速比下的单颗与多颗磨粒运动轨迹进行了对比研究,最后用离散系数对两种驱动方式在不同转速比下的研磨轨迹均匀性进行了分析。研究结果表明:当转速比为有理数时,研磨轨迹重复,转速比大小与驱动方式对轨迹均匀性影响较大;而当转速比为无理数时,研磨轨迹开放不闭合,其轨迹均匀性优于有理数的,且转速比大小与驱动方式对轨迹均匀性影响较小;该研究为选择合理的驱动方式与转速比提供了理论依据,有利于工件被加工表面质量的提高。     

不定偏心平面研磨均匀性的研究

提出了一种新的不定偏心平面研磨方式,主动驱动工件使其在绕自身回转轴自转的同时,绕垂直于研磨盘表面的轴线公转.该方式涵盖了定偏心研磨和行星轮式双面研磨.对该方式进行了运动分析,得到了工件相对于研磨盘速度的表达式.在Preston方程基础上,建立了材料去除函数和研磨均匀性函数.理论分析和仿真结果表明,通过设置选择适当的转速比组合,可使工件获得均匀研磨.讨论了转速比与偏心距对研磨均匀性的影响.     

定偏心锡磨盘超精密平面抛光均匀去除模拟计算(Ⅰ)

定偏心平面抛光中,工件表面各区域材料的均匀去除问题涉及工件加工后的面形。本文从理论上讨论了锡磨盘与工件的转速比、偏心距及转速对工件表面面形的影响,以及工件边缘露出磨盘的情况下,表面的不均匀去除程度。模拟计算结果表明当转速比为1,工件不露出磨盘时,可以实现工件材料的均匀去除。     

定偏心锡磨盘超精密平面抛光均匀去除模拟计算(Ⅰ)

定偏心平面抛光中，工件表面各区域材料的均匀去除问题涉及工件加工后的面形。本文从理论上讨论了锡磨盘与工件的转速比、偏心距及转速对工件表面面形的影响，以及工件边缘露出磨盘的情况下，表面的不均匀去除程度。模拟计算结果表明当转速比为１，工件不露出磨盘时，可以实现工件材料的均匀去除。     

金刚石磨粒排布方式对交叉微流道形成规律的影响

依据交叉型微流道的结构设计要求,分析了金刚石磨粒排布方式对交叉微流道形成规律的影响。仿真了固定磨粒研磨加工轨迹的均匀性,计算了不同磨粒排布方式下加工轨迹线形成的微流道分形维数,得到了被加工工件表面的宏观和微观开孔率。综合对比了不同磨粒排布方式对轨迹均匀性、分形维数和开孔率的影响,获得了最佳的金刚石磨粒螺旋排布方式。     

安全阀阀瓣研磨修复运动轨迹的研究

研磨轨迹与工件表面形貌特征密切相关,为了找出影响工件研磨轨迹的因素,建立磨粒运动数学模型,采用Matlab研究磨具中影响研磨轨迹的因素,得出偏心距e、转速比k及起始位置A对磨粒轨迹的形态变化具有不同程度的影响,这为工艺参数优选提供一定的理论基础。     

磨粒粒径对蓝宝石研磨均匀性影响的试验研究

通过蓝宝石衬底的单面研磨试验研究,分析了W14和W3.5的B4C磨粒研磨后蓝宝石表面的微观形貌和宏观形貌,W14的B4C磨粒加工后蓝宝石表面微观裂纹密集且交错分布,体现了以滚轧和挤压为主的材料脆性去除作用,相同条件下,W3.5的B4C磨粒加工的蓝宝石表面划痕均匀,表面无微观裂纹,实现了以切削为主的材料延性去除形式.测试分析结果表明:磨粒粒径的选择对蓝宝石的研磨表面状态具有重要影响,其选择准则除考虑要达到的粗糙度等级之外,还必须同时考虑与研磨盘的嵌入作用及其对加工表面状态的影响;W3.5的B4C磨粒研磨加工后的蓝宝石表面宏观和微观均匀性良好,表面粗糙度、平面度等符合抛光前道工序的要求.     

基于磨粒轨迹均匀性的钎焊金刚石磨抛盘地貌优化设计

磨粒轨迹均匀性是衡量钎焊金刚石磨抛盘加工表面质量的重要指标。基于磨粒有序排布方式设计了矩形阵列、同心圆、螺旋线和叶序4种磨粒有序排布地貌,利用MATLAB软件得到不同地貌下磨粒的运动轨迹仿真结果,发现矩形阵列与叶序排布方式的磨粒轨迹均匀性较优。采用轨迹分布非均匀性来定量评价磨粒轨迹的均匀性程度,对比分析了磨粒有序排布与随机排布地貌的磨粒轨迹均匀性,得出结论：有序排布地貌的磨粒轨迹均匀性优于随机排布,且叶序排布方式为最佳地貌;提高磨抛盘转速、减小磨抛盘进给速度均能够提高钎焊金刚石磨抛盘磨粒轨迹均匀性。通过磨抛实验对仿真结果进行验证,结果表明：相对于随机排布,地貌优化后的钎焊金刚石磨抛盘材料去除率高,加工表面质量好,加工性能得到提高。     

行星式双面研磨轨迹均匀性研究

蓝宝石(α-Al_2O_3)是一种机光电性能优良的功能晶体材料,在半导体和光电子等行业得到了广泛的应用。行星式双面研磨是蓝宝石基片平面加工的重要手段,加工过程中磨粒轨迹的均匀性对工件的加工精度和表面质量有着重要的影响。通过运动学分析建立了双面研磨磨粒轨迹方程和速度方程,提出一种基于Matlab离散统计的磨粒轨迹均匀性定量评价方法,并求取设定参数下双面研磨轨迹分布均匀性的方差值。