氧化锆陶瓷球磁流变抛光工艺试验研究

在自行设计的陶瓷球集群磁流变抛光机上进行氧化锆陶瓷球抛光实验,研究了抛光工艺参数(上抛光盘转速、下抛光盘转速、上抛光盘偏心距以及抛光间隙)对氧化锆陶瓷球的表面粗糙度以及圆度误差的影响。实验结果表明,随着上、下抛光盘转速的增加,氧化锆陶瓷球的表面粗糙度和球形误差均先减小后增大。在上抛光盘转速30 r/min、下抛光盘转速40 r/min时能够获得较低的表面粗糙度和圆度误差。上下抛光盘之间的偏心距直接影响了抛光盘面的磁场分布和抛光垫的微观结构及球体的抛光轨迹均匀性,而加工间隙直接影响了球体的抛光压力,从而影响了抛光质量,在合适的偏心距和加工间隙时,氧化锆陶瓷球能够获得较好的抛光质量。

变曲率沟槽高精度球体精研工艺优化实验研究

基于变曲率沟槽研磨抛光方法,对球体进行运动学分析并建立运动学方程。利用Matlab绘制球体表面加工轨迹并结合Preston方程建立球度误差计算模型。仿真结果表明最短的加工时间为26 h。基于田口法对精研阶段球体加工工艺进行正交试验,并对实验结果进行方差分析及S-N-K分析,优化各加工阶段加工参数以获得最优的圆度值。结果表明:在半精研阶段将球体的球度研磨至0.7μm,精研阶段研磨至0.3μm时加工效率最高。完成精研阶段(半精研、精研和超精研)阶段只需要29 h,相较于传统的加工方法其效率提高了14.7%,并且抛光结束后的氧化锆陶瓷球粗糙度达到14 nm,圆度达到0.13μm,达到了G5级国家标准。