基于磨粒三维轨迹的钽酸锂双面研磨均匀性

为了改善钽酸锂(LiTaO_(3),LT)晶片的材料去除均匀性,提出一种考虑磨粒三维微切削的材料去除均匀性模型。根据钽酸锂晶体脆/塑性去除机理,结合研磨垫表面磨粒的分布特征,运用力平衡方程计算了研磨垫上各磨粒的切入深度与切屑截面积。通过运动学分析推导了双面研磨中磨粒运动轨迹方程,建立了考虑磨粒三维微切削的材料去除均匀性模型,并研究了齿圈与太阳轮转速比m、下研磨盘与太阳轮转速比n对材料去除均匀性的影响。最后,开展了钽酸锂晶片固结磨料双面研磨实验,测量了不同转速比m,n下晶片的总厚度变化,验证了模型。实验结果表明:材料去除均匀性受转速比m,n的影响较大,当转速比m,n分别为0.85,1.3时材料去除均匀性最佳,此时晶片的总厚度变化为0.83μm,实验结果与仿真一致。所建模型对改善钽酸锂晶片双面研磨材料的去除均匀性有一定的指导意义。

磁流变均匀研抛工具的设计及实验分析

磁流变研抛时采用圆柱形永磁铁作为磁场发生装置存在“边缘效应”缺陷,且研抛时不同直径区域上的研抛速度不一致,导致研抛时材料去除不均匀,研抛区域较小.为提高研抛效果,研制了新型的磁流变研抛工具,并进行了理论分析.使用条形永磁铁组合作为磁场发生装置,利用永磁铁的“边缘效应”与“叠加效应”构建了线形增强磁场;并使用等效磁荷法拟合研抛间隙-磁场强度曲线,根据不同研抛区域的研抛速度确定磁场强度,逆向求解研抛间隙,对永磁铁表面进行切割,构建径向均匀的Preston材料去除函数;最后,进行了磁流变研抛对比实验.结果显示,相较于圆柱形永磁铁研抛工具,设计的研抛工具不仅增大了研抛面积,并可实现较大范围的材料均匀去除.

面向曲面的机器人摆线抛光轨迹及速度优化

根据手工抛光多方向性的特点,提出一种三维类摆线抛光轨迹。为解决三维类摆线相交处抛光材料去除较多的问题,依据材料去除深度模型和轨迹相交的特点,确定摆线参数的控制范围,在参数控制范围内进行基于均匀材料去除的区域进给速度优化,把去除深度相近的轨迹点视为一个区域,分区域控制抛光的进给速度,最终实现各区域内的材料去除深度基本相同。仿真和机器人抛光实验结果表明,分区域规划进给速度减少了轨迹相交处的材料去除,使得工件表面的去除深度总体上趋于一致,解决了因轨迹重叠导致的表面材料去除不均匀问题,提高了抛光件表面质量。