磁流变抛光头形状对加工表面粗糙度的影响

设计了4种不同形状的抛光头,并使用自制的磁流变抛光液体在三轴数控铣床上对K9平面玻璃进行了磁流变抛光工艺试验.分析了在不同的磁场强度、磁极转速,加工间隙等多种情况下抛光头形状对加工表面粗糙度的影响.试验结果表明:槽型平面抛光头的抛光效果最好;同等条件下,在抛光头上开槽能有效地提高加工效率和加工质量.

曲面磁流变抛光工艺与抛光头结构分析

由磁流变抛光材料去除机理出发,阐述了磁流变抛光去除函数传递的工艺流程特点,明确抛光过程中对抛光轮与工件位置关系恒定的工艺要求。在此基础上,针对设计的磁流变抛光头结构,结合抛光轮轮廓外形与整个抛光头结构特征点计算法,对可加工曲面工件曲率半径和曲面角度范围及其影响因素进行了分析,给出了整个工艺过程中带动测头升降的气缸分别在加工位置和测量位置所需的行程及计算方法,并指出测头设计安装原则。结论可用于异形结构工具曲面加工设备的分析与设计。

环带旋转式磁流变抛光头设计

在磁流变抛光技术中,磁流变抛光头是实现光学零件表面均匀去除的保证。根据实际磁流变加工要求设计了一种环带旋转式磁流变抛光头,并采用有限元分析软件ANSYS进行仿真了该抛光头,同时分析了其磁场强度分布情况。最后应用该磁流变抛光头进行了工艺实验,实验结果表明采用该抛光头能够实现高精度面形质量的光学零件加工。

双抛光头磁流变抛光机控制软件设计

根据双抛光头磁流变抛光机的工艺特点和西门子840D SL数控系统架构模式,提出了双抛光头磁流变抛光机的控制软件设计方案。基于PCU+NCU+S7-300硬件结构,运用SINUMERIK Operate开发软件的原理设计了HMI软件的工艺模式切换模型和界面布局,采用参数化模式设计了MRF工艺循环,并采用模块化设计方法进行了MRF过程控制软件设计。

伸缩式圆孔气囊抛光头的研究

阐述椭圆体气囊抛光头的运动方式和局限性,分析不同孔径圆孔光学元件的加工范围,设计一种可伸缩式圆孔气囊抛光头的机械结构,通过滑动模块实现抛光头直径大小的调整,以适应不同孔径光学元件的抛光。利用可伸缩式气囊抛光头进行不同孔径圆孔光学元件的工艺试验,探讨抛光中表面粗糙度的变化规律及原因,采用5 kPa、4 kPa和3 kPa等不同气囊压强进行分阶段抛光试验。试验结果表明:该抛光头可满足不同孔径光学元件的高精度加工要求。

磁场方向往复变化的磁力电解复合抛光头的研制

为了提高磁力电解复合抛光的效果和效率,通过分析磁力电解复合抛光机理,施加了一个和电场方向平行且能往复变化的磁场,并设计了一种新型的磁力电解复合抛光头。通过实验表明,这种抛光头能方便地安装在数控机床上,并能有效地提高磁力电解复合抛光的效果和效率。

镗用可调抛光头的设计

为闭孔短小缸体的光整提供一种新的简易加工方法,就镗用可调抛光(珩磨)头的设计、制造和使用作了详细说明。

低摆动瞬心式抛光头

针对典型抛光头的结构对加工质量的影响,分析了其结构缺陷,设计了一种新型低摆动瞬心的抛光头。它利用同心双球面滚动副结构,可以使抛光头的摆动瞬心降低到加工平面上,从而彻底消除了因摆动瞬心过高而产生的倾覆力矩对加工质量的影响,试验结果证明这种低摆动瞬心抛光头使用效果良好。

双抛光头磁流变抛光技术与装备研究进展

磁流变抛光技术作为一种新型的光学制造技术，具有高精度、高效率、高表面质量且近无亚表面损伤等一系列优点，被认为是解决当前光学制造难题最有效的加工手段。

抛光机6圆磨块粗抛抛光头的改进

笔者对6圆磨块粗抛抛光头进行了改进,选用了合理的自转速度,在不需降低功率的条件下,提高了易损轴承的承载能力,延长了每次维修后的正常使用时间、降低了维修费用、提高了生产效率。

航空增压油箱内孔浮动抛光技术

依据抛光原理,模拟手动作业要领,研制的仿生“机械臂”抛光装置,实现了抛光过程平稳、能浮动、可机动的抛光功能,有效取代了传统的手动抛光作业,拓展了内孔抛光的工艺方法。

金属手表外壳非牛顿流体磨盘抛光工艺参数研究

针对智能手表金属表壳手工抛光效率低、加工精度要求高的现状,提出采用非牛顿流体磨盘抛光方式进行工艺研究。通过对金属手表外壳进行非牛顿流体磨盘抛光工艺试验,研究抛光压力,抛光头转速,抛光时间,磨料粒径对表面粗糙度Ra,材料去除率MRR,光泽度G,以及工件表面形貌的影响规律。结果表明,当抛光压力为11.56 N,抛光头转速为1800 r/min,抛光时间为20 min,磨料粒径为0.05 μm时,获得最小表面粗糙度Ra值为20 nm,最大材料去除率MRR为151.47 nm/min,最大光泽度G为460 Gu,表面形貌良好无明显划痕产生,获得光滑镜面效果。

偏置量对固结磨料小工具头抛光面形收敛效率的影响

目的解决自由曲面磨抛面形收敛困难的问题,提高抛光小工具头的抛光效率。方法提出一种偏置式固结磨料小工具头,基于固结磨料小工具头的结构特征参数,建立抛光小工具头的去除函数理论模型,并进行仿真分析,应用定点抛光法建立抛光小工具头去除函数实验模型,并验证抛光小工具头理论去除函数合理性,基于CCOS技术原理建立工件表面定量去除模型,通过虚拟加工实验探索偏置量对固结磨料小工具头抛光钛合金后的面形收敛效率的影响。结果归一化理论去除函数曲线与实验曲线吻合度较高,定点抛光去除函数仿真模型能够很好地预测定点抛光斑的去除轮廓形状。抛光小工具头抛光钛合金的面形误差随偏置量增加,呈现先减小、后增大的趋势,无偏置的抛光小工具头抛光后,面形数据均方根(RMS)收敛效率为54.56%,波峰值与谷峰值之差(PV)的收敛效率为60.21%,当抛光小工具头偏置量为1.5 mm时,抛光后的RMS收敛效率达到最高,为73.83%,PV收敛效率为69.68%。结论固结磨料小工具头去除函数理论模型可指导确定性材料去除,偏置量为1.5 mm时的抛光小工具头具有最强的修正误差能力,可以显著提高固结磨料小工具头抛光工艺的面形收敛效率。

300mm晶圆化学机械抛光机关键技术研究与实现

在芯片微细化和互连多层化趋势下,化学机械抛光(Chemical mechanical polishing,CMP)成为集成电路制造的核心技术。针对300 mm晶圆CMP装备被极少数国外厂家垄断、国内300 mm晶圆CMP装备水平远远落后的现状,开展300 mm晶圆CMP装备关键技术研究。研制出300 mm晶圆多区压力抛光头及其压力控制系统,该抛光头具有多区压力、浮动保持环及真空吸附等功能,每个腔室均可实现施加正压、抽负压、通大气和泄漏检测;压力控制系统性能测试结果表明,该系统可实现689.5 Pa的超低压力,其精度和响应速度均能满足常规压力及超低压力CMP的要求;开发了300 mm晶圆超低压力CMP样机,创建出一套比较稳定、可靠的工艺流程,并利用该样机初步开展铜CMP试验研究。试验结果表明:抛光压力为15.169 kPa时,材料去除率达671.3 nm/min,片内非均匀性为3.93%。

基于华中数控的PKC-1000P2磁流变抛光机床控制系统设计与开发

根据磁流变抛光工艺特点,以华中HNC-818B型数控系统和S7-300为基础平台,构建了PKC-1000P2磁流变抛光机床控制系统。介绍了机床控制系统的组成、功能、软件架构。用STEP7开发了循环系统控制软件,用Wincc Flexible 2008开发了双循环系统人机交互界面,用VC6.0开发了双抛光头专用图形化HMI软件并与华中数控系统无缝集成,并开发了专用工艺固定循环指令。

化学机械抛光技术军民融合发展及推广应用

介绍了化学机械抛光设备的主要技术特点及功能,技术特点包括抛光盘制造及装配、抛光头压力控制、抛光液流量控制、抛光盘温度控制及晶片蜡粘与断电保护机构等;主要功能介绍了抛光头单独控制、自适应柔性承载器、外形及内部结构特点、人性化操作界面及自动控制程序等。说明了现阶段国内化学机械抛光设备的主要发展方向。

MPM-700光学零件抛光平台的研制与改进

论述了用于激光陀螺仪、旋光片抛光的MPM-700光学零件抛光平台的主要结构及特点。介绍了该设备在传动方式、台面选型优化、抛光头装载结构方面较原PG-710抛光设备的技术改进;并通过运用有限元软件对该抛光平台架进行受载情况仿真,消除了抛光过程中抛光盘变形对抛光效果的影响,进而在理论和实践两个方面确定了该设备已达到设计要求。

机器人气囊抛光SiC光学元件加工特性研究

针对碳化硅光学元件已有的化学机械抛光、磁流变抛光、电化学抛光和催化剂辅助抛光等方式存在材料去除率低、成本高等问题,提出机器人气囊抛光方法,并对气囊抛光特性、抛光头机械结构进行了研究。首先基于Preston理论和赫兹接触理论以及速度分析建立了材料理论去除模型,并对去除函数进行了仿真,再此基础上设计了气囊抛光磨头装置。然后对非球面碳化硅元件开展了单点和多点抛光,实验验证了去除函数的精确性和稳定性。最后通过粗抛和精抛进行加工应用验证,实验结果表明,所提出方法能够有效实现碳化硅光学元件抛光,并且去除函数精度高稳定性强,通过3个周期的粗抛、4个周期的精抛,面形收敛率分别为69.4%、51.9%,且收敛速度快、加工精度高。