通过分析Preston方程得出影响砂带磨削材料去除率的工艺参数,并结合砂带磨削经验,在试验装置一定的情况下,确定了影响叶片加工质量和加工效率的主要4个砂带磨削工艺参数砂带线速度、工件与砂带法向接触力、砂带磨粒粒度和工件进给速度。对4个工艺参数进行单因素试验和L18(34)正交试验,得到了各个工艺参数对工件表面粗糙度和材料去除率的影响规律,确定了各工艺参数的合理范围。基于多层感知器的非线性预测算法对试验数据进行训练拟合,得到工件表面粗糙度和材料去除率的预测模型。最后根据砂带磨削验证试验和模型间性能对比,确定了模型对表面粗糙度和材料去除率的预测绝对百分比误差分别在2.30%~6.47%和1.00%~6.67%之间,并且此模型预测的计算时间更短,证明了此模型通过工艺参数来预测试验结果的鲁棒性和快速性。

为了充分掌握磁流变抛光中磁场强度、浸入深度、抛光轮转速、磁流变液水分含量等工艺参数对抛光结果的影响规律,以期提高元件的面形精度和表面的质量,在研究了磁流变抛光材料的去除数学模型的基础上,结合实验室的PKC100-P1型抛光设备,对上述的关键工艺参数分别进行了研究,设置了一系列的实验参数,进行了详细的实验探索,分析了单因素条件下材料的去除量以及元件表面质量同关键工艺参数的内在联系,得出了相应影响关系曲线。从关系曲线表明:工艺参数对抛光斑的去除效率以及被加工元件表面质量存在着明显的影响规律,掌握这些影响关系就能用于分析和优化磁流变加工的结果,为高精度光学表面的加工提供可靠的保障,同时实验的结果也很好地验证了磁流变抛光材料去除理论的正确性。

针对传统机器人-砂带磨抛工件时材料去除量难以定量控制的问题,结合Preston磨削经验公式与赫兹弹性接触理论,将法向磨抛力、砂带速度、工件进给速度3个工艺参数作为变量,建立机器人恒力磨抛的材料去除深度模型;然后进行硬件选型,搭建机器人恒力磨抛实验平台;最后以上述3个工艺参数为变量设计了机器人恒力磨抛单因素实验,实验结果较好验证了该材料去除深度模型的准确性。

运用fluent软件对微孔近壁面处的磨粒相对壁面的压强和速度进行分析计算,求得在微孔壁面处沿轴线方向的速度和压强,在轴向方向上微孔壁面处的速度变化不大,而在轴向方向上微孔壁面处的压强呈逐级递减的趋势,通过切削经验公式Preston方程计算得到磨粒在不同时间下对微孔长度方向上的材料去除量,与相同实验参数下的加工成形的倒锥角微孔进行对比,仿真结果与实际加工中的微孔的倒锥角相吻合。从而实现控制加工时间来实现不同微孔倒锥形角度的加工成形研究。

通过将流体磨料充满圆孔工件中,用活塞推动磨料在圆孔中流动,活塞挤压一个行程为一个循环。同一工件用同一种流体磨料循环加工,对同一点可测试其直径的变化量;并将此测量点的直径变化量代入修正过的基于软性磨料流加工微孔的Preston方程的k_p参数公式;并对不同质量分数下的软性磨料流基于Preston方程的k_p参数进行了测定与计算。通过分析不同质量分数下的软性磨料流的k_p参数,得出：随着磨料质量分数的提高,软性磨料Preston方程的kp参数也随之不断增加,表现为对微孔表面的材料去除能力也越来越强。随着磨料质量分数的提高,软性磨粒流的材料去除率越大。