LY12铝合金是一种常见的汽车轻量化材料,为了实现铝合金材料的高效高质量制造,以铣削过程中铣削用量的选取范围为约束条件,建立以材料去除率最高和表面粗糙度最低为目标的多目标优化模型。通过铣削加工正交试验,采用回归分析方法,建立表面粗糙度预测模型;利用多目标线性规划法求出多目标优化模型的最优解。最后通过分析铣削用量对表面质量的影响得出在给定的铣削参数范围内,主轴转速和进给速度对表面粗糙度的影响最为显著,侧吃刀量次之,而背吃刀量影响最小。

结合外界磁场辅助,利用电火花线切割的方式加工烧结钕铁硼(NdFeB)永磁材料,进行试验研究,利用正交实验设计,探究峰值电流(I_max)、脉冲宽度(Pul_on)、脉冲间隔比(Pratio)对表面粗糙度(Ra)以及材料去除率(MRR)的最大影响因素,并得到其最优组合。在同等加工条件下,添加磁场辅助后再次加工,并记录每个样件加工时间,计算其材料去除率。利用粗糙度测量仪对有无磁场辅助加工的工件表面粗糙度进行测量,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察被加工工件表面的显微形貌并分析其面总能谱。研究实验结果发现,在磁场辅助下被加工工件表面粗糙度得到明显改善且材料去除率也有所提高。

固着磨料抛物面研磨是一种新型的抛物面加工方法,文中从单个磨粒的角度出发,讨论了研磨工艺参数对材料去除率和表面粗糙度的影响,建立了理论预测模型,然后利用计算机辅助软件对不同硬度工件材料的材料去除率和表面粗糙度进行了数值模拟仿真,最后用实验验证了模型的正确性,并得出结论理论预测模型仅能预测材料去除率和表面粗糙度的变化趋势,并不能代替实验得出具体的实验数值,即固着磨料抛物面研磨的材料去除率与主轴转速、研磨压力的5/4次方成正比,与磨粒浓度的1/4次方成反比;表面粗糙度随磨粒尺寸和研磨压力的增加而增加,随磨粒浓度的增加而减小。

本文研究了应用于平面光学元件的快速抛光技术，从材料去除率、元件面形和表面粗糙度出发，对快速抛光技术应用于平面大口径元件的加工效果进行了探讨。研究了在快速抛光技术中压力和主轴转速对材料去除率的影响，验证了Preston公式在快速抛光中的适用性，快速抛光技术的去除效率可达10μm/h；其次，研究了聚氨酯抛光元件面形的精度，对于330mm×330mm元件可达～1.0λ（λ=632.8nm）；最后，对快速抛光系统中抛光粉颗粒大小及形态随使用时间的变化进行了观测，并测量了使用300目和500目抛光粉时快速抛光元件表面粗糙度以及其随抛光粉使用时间的变化。

A8工具钢是一种高硬度高韧性的难加工材料,常用电火花线切割来加工处理。电火花线切割加工A8工具钢实际生产过程中,表面粗糙度和材料去除率分别是加工表面质量和加工效率的重要指标,放电参数直接影响到表面粗糙度和材料去除率。在几组生产中常用的放电参数(加工电流、脉冲宽度、脉冲间隙)条件下,加工A8工具钢,分别得到每种放电参数对表面粗糙度和材料去除率的具体影响规律,结果表明:随着加工电流的增大,加工后材料表面粗糙度和材料除去率同时增大且趋势相似;随着脉冲宽度的增大,加工后材料表面粗糙度和材料除去率同时增大;随着脉冲间隙的增大,材料除去率呈递减趋势,加工后材料表面粗糙度前期递减,在脉冲间隔8μs后减小趋势放缓,在脉冲间隔10μs时达到最小值,在脉冲间隔大于10μs后略有升高,变化幅度不大。研究结果为实际生产中电火花...

本文旨在进一步提高电火花线切割的材料去除率、表面精度和形位精度,提出外界磁场辅助方法来改善电火花线切割加工的加工性能,并对该方法进行理论和实验分析。首先,理论分析了外界磁场辅助下放电通道内的单个粒子运动轨迹,运动轨迹方程表明,外界磁场能够有效地促进蚀除残渣的排出。其次,采用不同吸力的磁力表座作为磁场源,通过COMSOL仿真软件数值计算得到加工区域的磁感应强度分布;最后,从实验角度出发,分别分析了外界辅助磁场对于不同加工参数情况下的加工速度、表面粗糙度和切缝宽度的影响规律。实验结果表明,增加辅助磁场能够有效提高电火花线切割的加工性能;此外,磁感应强度与加工参数存在最佳组合关系。本次研究提出的磁场辅助加工方法和加工规律可以为实际加工提供重要的指导价值。

针对盘铣开槽过程中材料去除率大、刀具磨损严重、塑性变形明显等问题，采用正交实验法设计三因素三水平的钛合金盘铣开槽加工实验。基于灰色关联分析将多目标优化转化为单目标优化，利用主成份分析确定材料去除率、刀具寿命、残余应力层厚度对灰色关联度的影响权重。通过对试验数据的回归分析，建立灰色关联度与工艺参数的二阶预测模型。基于各工艺参数对材料去除率、刀具寿命、残余应力层厚度和灰色关联度的影响规律分析，确定盘铣工艺参数优化方案。利用响应曲面进行工艺参数优化问题求解并进行盘铣开槽实验，结果表明：该优化方法获得的工艺参数组合可在满足刀具寿命和残余应力层厚度的基础上最大限度的提高材料去除率。

为了研究钛合金电火花线切割加工中影响加工速度与加工材料表面粗糙度的电参数因素,以快走丝电火花线切割机床的电参数为控变因子研究各个电参数对钛合金加工后的表面质量和加工速度的影响规律。通过单因素试验,正交试验的极差分析,研究电火花线切割各电参数对其性能指标的影响,试验结果表明：材料去除率与表面粗糙度是一对相互矛盾指标,各电参数对于这两项指标都有不同程度的影响。该研究旨在为优化钛合金的加工工艺提供参考。

为获得抛光均匀的铝合金阳极氧化膜表面，采用集群磁流变平面抛光技术对铝合金阳极氧化膜进行抛光试验，探讨加工间隙、工件转速、抛光盘转速、偏摆幅度、加工时间等加工参数对其表面粗糙度和材料去除率的影响规律。结果表明：随着加工间隙的增大，工件表面粗糙度先减小后增大，材料去除率则递减；随着工件转速或偏摆幅度的增加，工件的表面粗糙度均先迅速减小后缓慢增大，材料去除率则先增加后减小；随着抛光盘转速的增加，工件的表面粗糙度和材料去除率均先减小后增加；随着加工时间的延长，表面粗糙度迅速减小之后趋于稳定。在文中试验条件下，在加工间隙1.1 mm、工件转速350 r/min、抛光盘转速60 r/min、偏摆幅度10 mm、加工10 min左右时工件表面粗糙度从原始的332.9 nm下降至5.2 nm，达到了镜面效果。

碳化硅(SiC)单晶片属于难加工材料,在使用之前必须要进行研磨与抛光。材料去除率(Material removal rate,MRR)是衡量SiC单晶片研磨与抛光效率的重要因素。针对传统研磨与抛光过程中考虑磨粒摩擦磨损时建立的材料去除率公式对材料去除的不足,考虑SiC单晶片研磨时磨粒挤压嵌入阶段的材料去除,建立了新型的材料去除率公式。根据SiC单晶片、磨粒与研磨盘之间的接触状态,推导出了包含嵌入阶段和摩擦磨损阶段材料去除的新型MRR数学模型;结合材料的物理特性(如硬度与弹性模量等),进行研磨实验。实验结果与模型预测结果表明,新型材料去除率公式的预测结果更接近实际情况。