超精抛光中边缘效应对材料去除量的影响

传统环抛加工一般将工件整个包围在抛光盘内,加工之后虽然可以获得较好的工件表面,但是需耗费较多的时间,生产效率较低。针对这种情况,借助PPS快速抛光机床,依据Preston公式,对露出抛光盘的工件部分,即对所谓的边缘效应进行研究,用新的表面模型表示非线性压强分布,合理地避开了线性模型造成的压强负值问题。并且对工件材料去除量进行仿真计算,建立了新的去除模型,得出了偏心距、工件半径和抛光盘转速比值对材料去除量的影响。根据此模型,选择适当的偏心距和转速比对工件进行加工,可获得较好面型。

基于最小材料去除量的比较球面计算与仿真

基于非球面最接近球面的计算方法分析,构建成型设备与工件间坐标变换矩阵,借鉴并优化材料去除量最小原则,计算最接近球面与理论非球面间的偏离量,建立数学模型.针对典型的圆形口径和矩形口径同轴、离轴非球面元件的比较球面求解进行仿真.结果表明,所建立的数值求解模型可有效计算同轴、离轴非球面元件的比较球面使材料去除量最小,对加工实践起到指导作用.

用表面粗糙度测量仪测量材料微小去除量

抛光加工工艺的材料去除量非常微小,因此难以对该材料去除量进行精确测量。本文采用常用表面粗糙度测量仪对反映硅片抛光材料去除量的抛光深度进行了简易、快速和实用的测量,较好地解决了微小去除量的测量问题,并通过实例证明该方法可行。

磨料水射流抛光时工艺参数对工件去除量的试验研究

将磨料水射流用于零件表面的光整加工是一门新工艺、新方法 .本文借助正交设计方法研究了磨料水射流用于光整加工时的工艺参数 ,包括磨料的粒度、种类、硬度以及工作压力、加工时间等对表面粗糙度和表面去除量的影响 .

硅片边缘化学机械抛光的微小去除量测量

针对硅片化学机械抛光工艺的材料去除量非常微小并难以测量的问题,本文介绍一种采用表面粗糙度测量仪,对硅片边缘化学机械抛光的材料去除量进行一种简易、快速的测量方法,且该方法同时还可准确地测量硅片边缘抛光表面粗糙度值。检测结果表明,本方法较好地解决了硅片边缘化学机械抛光表面检测问题。

曲面恒去除量磨削技术研究

针对轴对称回转曲面的精加工,通常采用圆弧截面砂轮进行包络磨削。曲面的形状精度是判断模具质量的首要因素,其中圆弧砂轮的截面形状和弹性让刀是工件形状误差的主要来源。建立了回转曲面恒去除量磨削模型,揭示了各参数对曲面形状精度的影响规律,通过实验得出,采用根据恒去除量磨削模型得出的变进给速度磨削法,可以分别降低约50%的表面粗糙度不均匀率和50%工件法向形状误差,验证了恒去除量磨削法的有效性。

数控旋转超声波铣削加工材料去除量的数学模型及实验

超声波加工适合于加工硬脆材料。该文将旋转超声加工与数控技术相结合,在超声振荡、工具旋转以及机床进给3种运动综合作用下,以硬脆材料压痕断裂理论为基础,分析材料的去除机理,建立材料去除量的数学模型,并通过实验得出材料去除量与各工艺参数之间的关系。

固结磨粒化学机械抛光硅片的不规则表面微小去除量测量

现代加工精度不断提高,常需对材料的微小去除量进行测量。本文针对固结磨粒超精密抛光硅片时,出现不规则加工表面形状的材料去除量测量问题,采用一种常见的表面粗糙度测量仪,在完成硅片表面粗糙度测量的同时,对其表面形貌进行测量。然后用AutoCAD对加工表面的形状图形进行处理,得到抛光截面面积大小,进而通过计算得出材料去除量。实验证明该方法快速准确,较好地解决了实验过程材料微小去除量测量的难点和准确性问题。

硅单晶片损伤层对抛光去除量的影响研究

硅单晶片是制作集成电路及分立器件的基础材料,随着集成电路不断向小线宽、低成本方向发展,对于硅单晶片的质量水平和成本控制提出了更高的要求。研究表面损伤层与抛光去除量的关系,能够有效控制抛光去除量的大小,对于提高抛光片表面质量、控制生产成本、优化工艺条件具有重要的意义。通过恒定腐蚀法与化学机械抛光法相结合的方式分析了损伤层深度与去除量的关系,研究发现研磨片、碱腐蚀片和酸腐蚀片的表面损伤层深度依次降低,但均小于抛光去除量,依据损伤层模型,提出了抛光去除量取决于腐蚀后表面晶胞状况的观点。

基于支持向量机的复杂曲面磨削去除量预测

为了提高工业机器人对复杂曲面磨削去除量的磨削精度,提出了一种基于支持向量机的复杂曲面磨削去除量预测方法,通过分析磨削去除量与磨削去除量的影响因素—工件材料、工件进给速度、磨削力、工件表面曲率、砂带线速度、砂带型号、砂带磨损程度等之间的相关性,利用支持向量回归机方法建立预测模型,对磨削去除量进行预测。该方法可以充分考虑到磨削去除量影响因素之间的耦合关系。实验数据表明,该预测模型的预测精度达到99.963%。

非球面等去除量磨抛加工中的变速运动模型

针对回转对称非球面的抛光工序,本文提出了一种点接触式的磨抛工艺以及实现等去除量磨抛加工的数控设备运动模型。磨抛工艺基于数控光学表面成形技术及Preston假设,采用筒形磨抛轮对回转对称非球面进行点接触式磨抛加工.在加工过程中,数控设备各轴的运动为变速运动,即工件的转速及磨抛轮的进给速度随着加工位置的改变而改变。通过对该变速运动模型进行求解,并由数控加工设备进行精确控制,从而实现等去除量的磨抛加工。实验结果表明,该变速运动模型能够很好地实现回转对称非球面的等去除量磨抛加工。

抛浆除鳞工艺中氧化皮去除模型研究

针对抛浆除鳞缺乏精确的氧化皮去除量与工艺参数相关数学模型的问题,以Q235热轧板带表面氧化皮为研究对象,依据能量守恒分析抛浆工艺中磨粒与水的混合浆体在冲击过程中的动能变化规律,根据应变能理论分析基体表面氧化皮在浆体冲击后的应变能变化规律,建立氧化皮去除量与抛浆工艺参数之间的数学模型.利用光滑粒子流体动力学,采用有限元ANSYS/AUTODYN模块,对抛浆过程中氧化皮与基体变形的过程进行模拟,采用抛、喷浆一体化除鳞实验平台进行抛浆除鳞实验.结果表明,当基体表面氧化皮应变高于临界应变时,氧化皮会破裂剥落;磨粒粒径对冲击范围增加率的影响与冲击速度的比值为105.35%∶24.14%,磨粒粒径对冲击深度增加率的影响与冲击速度的比值为233.67%∶5.86%,冲击范围有限元计算结果与实验结果最大偏差率为8.71%,冲击深度最大偏差率为8.55%.磨粒冲击次数解析法、有限元计算结果与实验结果一致,利用304不锈钢和45钢的抛浆除鳞实验结果验证了模型的广泛适用性.

双轴式研磨抛光中抛光盘相对位置对去除量的影响研究

为了了解在抛光过程中抛光盘位置对光学元件面形的影响,对一种双轴式平面研磨抛光运动过程进行了分析。从Preston方程出发,推导了去除函数的表达式,研究了抛光盘的摆幅及偏心距离对元件的去除量分布的影响。通过定量计算得知,在加工转速不变的情况下,增大抛光盘的摆幅,元件不同圆周上的去除量也不同。增大偏心距,元件的去除量增大,不论抛光盘相对元件的位置如何改变,回转中心的去除量总是最大。

多线往复式线锯切割中单位长度材料去除量的理论分析与试验研究

线锯切割被广泛地应用于光伏和微电子行业及其他硬脆材料的切割加工,所切晶片的质量影响后续研抛等工序的加工。建立了多线线锯往复运动与进给运动的理论模型,提出单位长度材料去除量的概念,推导出多线往复线锯切割中,单位长度材料去除量随加工位置变化的理论模型。理论分析了单片用线量及进给速比对单位长度材料去除量的影响规律。以蓝宝石晶棒为锯切研究对象,进行了不同的锯丝单片用线量以及不同进给速比条件下的锯切试验,测量了切割片的加工质量。研究结果表明,多线往复式切割过程中,单位长度材料去除量随加工过程有明显的变化,单片用线量及进给速比对单位长度材料去除量有明显的影响,单位长度材料去除量对线锯切割质量有着显著的影响。

掺杂种类对磷化铟晶片切割损伤层及翘曲度的影响

研究了掺杂对磷化铟(InP)单晶切割损伤层及翘曲度的影响。使用化学腐蚀法研究了相同切割工艺条件下不同掺杂晶片的损伤层厚度的差别,得到了切割损伤层厚度以及在相同腐蚀条件下不同掺杂晶片的本征腐蚀速率。4种InP晶片的本征腐蚀速率排序为掺S晶片>掺Fe晶片>非掺杂晶片>掺Zn晶片。研究晶片损伤层对翘曲度的影响时应结合晶体各向异性。利用Stoney公式,结合InP单晶加工应力特性,分析了损伤层厚度与晶圆翘曲度的关系。研究结果表明,由于[001]晶片表面各区域的加工性能呈现出较强的各向异性,造成表面损伤状态也呈现同样的规律,导致切割片呈现“马鞍”状。最后提出了如降低加工应力、优化腐蚀方案等降低InP切割片翘曲度的有效途径。

轴承内圆轴向超声高速磨削理论建模与试验研究

目的以GCr15材料的6309型轴承内圆为研究对象,探究高转速超声磨削过程中超声辅助振动对磨粒运动轨迹、磨削后表面粗糙度、圆度以及微观形貌的影响规律。方法基于超声内圆磨削磨粒切削轨迹及超声振幅与砂轮转速对轨迹影响的理论仿真,构建磨削去除量与磨削表面粗糙度的理论模型,通过对轴承内圆进行超声磨削试验,研究高转速(16000~22000 r/min)下各工艺参数对内圆表面质量的影响并验证理论粗糙度评价模型。结果超声振幅的增大使磨粒与内圆接触轨迹变长,但随砂轮转速的提高,磨粒切削轨迹的密集程度也有所下降。振幅和砂轮转速的增大可使切削去除量增大、粗糙度降低,铬刚玉粒度100#陶瓷结合剂砂轮磨削GCr15轴承内圆后,其表面质量更有优势,单因素下表面质量变化趋势与理论分析结果相一致。结论在相同磨削参数下,1.5μm振幅超声磨削可使内圆圆度降至0.92μm,粗糙度降至130.5 nm,与传统磨削相比,粗糙度最高减小了41.5%,圆度最高减小了52.6%。在高转速下,各因素按砂轮对磨削后表面质量的影响由大到小的顺序依次为砂轮转速、超声振幅、进给速度,当磨粒线速度超过41.8 m/s、进给速度超过600 mm/min、振幅超过1.5μm时,表面质量呈下降趋势。

赤泥去除工业废水中铵态氮的研究

通过静态振荡试验研究了赤泥对废水中氨氮的去除效果,并与活性炭的脱氮性能进行比较。试验结果表明:赤泥对氨氮的去除量随着水中NH_4^+-N浓度的升高而增加。在固液比为1:10,作用时间为6 h时,赤泥对氨氮的饱和去除量为1.345mg/g,此时废水中的氨氮浓度为700mg/L。对于实际氨氮工业废水,根据其去除量变化曲线拟合的关系方程式得出赤泥反应24 h时,对废水中NH_4^+-N去除量最大。对于配制的氨氮废水和实际氨氮工业废水,赤泥的去除效果均强于活性炭。

沉水植物干燥过程中去除硫酸钠的试验研究

为了降低沉水植物饲料中的硫酸钠给禽畜健康带来的不利影响和改善该饲料的适口性,探索在沉水植物干燥过程中含水率对硫酸钠析出的影响规律,采用机械碾压方式去除硫酸钠。试验结果表明:在含水率为45%时进行碾压,硫酸钠的去除率较高,营养物质损失最少,水草基本不破碎。随含水率的进一步降低,营养物质损失相应增加,而硫酸钠的去除量却不明显。因此,从沉水植物的物料特性和草产品加工工艺上来看,在干燥过程中当沉水植物的含水率为45%时去除硫酸钠较为合适。

眼袋成形术中矫正量的讨论

眼袋手术在美容外科中居第二位，仅次于重睑成形术，随着人们对自身容貌的要求越来越高，眼袋受术者不断增多，但随之出现的并发症也常见报道。因此，如何避免各种并发症，确定手术量便成为美容外科医师关注的问题。作者自１９９３年以来共施行眼袋矫正术６２例，从中得到...

光学加工机器人定位误差测量与分析

基于工业机器人的高灵活度光学加工系统可以加工大型或形状复杂的工件。但是,机器人自身定位误差特性会引起磨盘在工件表面上的定位精度降低,从而导致加工精度和加工效率的下降。本文研究了减小定位误差的方法并在仿真和光学加工实验中进行了验证。首先用API T3激光跟踪仪实时测出固定在机械臂末端的抛光工具在工作区域内的定位误差,以此为基础对驻留点进行误差补偿。实验测量结果表明,通过补偿后抛光工具的定位精度达到了光学精密加工的要求。通过仿真,计算了误差补偿前后磨盘的定位误差引起的驻留时间误差及去除量误差。结果表明,补偿之后,80%口径内去除量误差由整体去除量的3.68%降低至0.90%。最后,通过抛光实验验证了,经过位置误差的补偿并重新规划加工轨迹后,有效提高了加工效率,磨削量控制更精确。