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题名:
射流抛光关键技术研究
作者: 施春燕
学位类别: 博士
答辩日期: 2011-05
授予单位: 中国科学院研究生院
授予地点: 北京
导师: 袁家虎 ; 伍凡
关键词: 射流抛光 ; 磨料离散系统 ; 去除模型 ; 去除函数优化 ; 淹没射流
学位专业: 光学工程
中文摘要: 射流抛光技术是计算机控制加工方法中的一种新型加工技术,它是利用计算
机控制小工具抛光技术,在磨料射流技术的基础上发展起来的集流体力学、光学
制造、表面技术于一体的先进光学加工工艺。该方法是通过射流冲击工件表面产
生的冲击作用和壁面流动产生的剪切力作用来实现材料的去除,通过控制射流的
压力、方向和驻留时间等参数来定量修正被加工件面形。
论文在充分调研的情况下,从冲击射流力学、光学制造、表面技术和误差理
论等方面,研究射流抛光去除机理、去除模型、工艺优化、面形误差形成机理和
误差修正原理等问题。应用计算流体动力学方法对射流抛光过程进行仿真;采用
颗粒群平衡模拟方法对磨料颗粒离散系统的动力学演变及材料去除进行数值研究
和定量描述;基于数控小工具抛光机床搭建了射流抛光实验平台,建立了射流抛
光系统;理论分析了工艺参数对抛光的影响,并进行实验验证和优化;基于抛光
实验数据,微观方面构建了单一磨粒对材料的去除模型,在宏观方面研究了磨粒
对材料的动态概率统计去除模型;对于射流抛光边缘效应、去除函数不理想及抛
光凹形元件的淹没射流等关键问题,展开了理论、仿真和实验研究,提出了去除
函数的优化方法,分析了淹没射流抛光的材料去除特点;分析了射流抛光过程中
的误差特征,建立了误差影响模型;然后针对各误差影响因素,逐一进行系统优
化、工艺优化、算法优化和控制补偿,以抑制和降低抛光面形误差的产生,提高
射流抛光的精度;论文最后进行了实验件抛光实验,验证了射流抛光系统的稳定
性和射流抛光工艺参数、模型的正确性。论文工作取得的成果和创新点主要有:
(1)仿真与基础理论技术研究,基于颗粒群平衡模拟方法对射流抛光多相抛
光液中的磨料颗粒进行动力学演变过程分析和仿真;分析了射流抛光材料去除机
理,建立了射流抛光的材料去除模型;
(2)抛光系统优化研究,提出锥柱型喷嘴应用于射流抛光有利于抛光的稳定
性;
(3)抛光工艺优化和关键问题研究,分析建立压力、喷射距离、冲击角度等
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.ioe.ac.cn/handle/181551/583
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施春燕. 射流抛光关键技术研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011.
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