工件型面的精确修磨是现代制造最常见的一种技术,为了实现型面的精确修磨必须要准确采集和测量型面的几何信息并通过特征建模为精确打磨提供条件。针对激光扫描仪获取的工件表面三维点云信息,依据点云特征分布情况,提出了一种改进的随机采样一致性点云分割算法以获取工件型面特征,该算法首先利用八叉树(Octree)建立点云之间拓补几何关系,然后根据K邻域搜索的欧式距离判别对点云进行初始分类,将分类结果作为随机采样一致性(RANSAC)初始种子点选取区域。最后利用面片间法向量和欧式距离判别对分割结果进行优化。工程运用表明该方法能够有效获取工件型面特征,测量精度满足工程需要。

在介绍了磁流变抛光的基本原理基础上,对磁流变抛光的两种不同结构的装置进行了优缺点比较,从影响抛光效率和最终表面精度考虑,确定了最终的装置设计方案,给出了抛光装置的关键部件的设计,并用磁流变抛光加工了直径83mm的BK9光学平面玻璃工件,获得了Ra0.702nm的表面精度。

针对常规微阀结构较为复杂,存在着制作成本较高、难于加工和不易系统集成等问题,提出了一种设计简单的柔性阀片-阀塞结构的PDMS平面微阀的研究。微阀的制作采用了标准PDMS模塑法微细加工工艺。测试结果表明微阀工作性能良好,反向泄漏量可以减少到0.1 mL/min,而微阀的正/反向流量比可以达到41∶1,满足了微流体控制系统对流量调节的要求,可广泛应用于各种微流控系统中。

根据杠杆原理，使用结构紧凑的柔性导向支承机构，将压电驱动元件的伸长量传递到精密机床的进给系统上，进行精密进给。调节输入输出比可改变输出量大小及系统刚度。简述设计过程，提出了铰链的解析模型和有限元模型。测试结果表明柔性导向支承机构的静态刚度为5．5N／μm，自振频率为439Hz；微进给工作台行程为25μm，静态刚度约为200N／μm。

论文提出并介绍了一种基于压电陶瓷的微进给工作台及其控制系统的软硬件实现方法。它是由压电陶瓷、柔性铰链机构和单片机控制系统所组成的系统。将该系统以一定的方式安装在已有磨削机构上，就可以实现对高精密零件的磨削加工，实验表明，它可以保证机床的最大定位误差小于0．04μm，最大归零误差小于0．04μm。该系统已经用在精密外圆磨床上完成对工件的超精密磨削加工。满足工件最大加工误差小于0．05μm。该系统不仅用在外圆磨床的精密进给上，还可以用在平面磨床和内圆磨床上实现对高精密零件的超精密加工。

介绍一种摩擦式微位移机构的工作平台，分析了该实验平台的结构和工作原理，对该系统的硬件设计和软件设计进行讨论。实验结果表明，该系统满足实验平台要求。

根据磁流变抛光液的评价标准,合理选取了磁流变液的各成分,配制了三种型号磁流变抛光液。用配制的抛光液对K9玻璃进行了定点抛光实验,证明了该磁流变液性能良好,达到了预期的材料去除效果。得到了材料去除率曲线规律,以及单位时间材料去除深度微观空间形貌,为建立磁流变抛光材料去除函数模型提供了依据。

以6061铝合金为研究对象,在高速加工中心上对6061铝合金进行铣削加工,对加工后的工件表面粗糙度、材料去除率以及铣削力进行相应的测量和分析,通过切削加工实验的方法针对不同工艺参数组合方式以及不同刀具材料对加工效率和加工质量的影响情况展开研究,从而确定最优工艺参数组合以及最佳刀具材料。研究结果表明硬质合金刀具的切削性能优于TIALN涂层刀具,当主轴转速为8000r/min,进给速度为1600mm/min,切削深度为0.2mm时,工件的表面质量最好,表面粗糙度Ra可达到0.14μm,同时材料去除率可以达到46310mm 3/min,当主轴转速为8000r/min,进给速度为1600mm/min,切削深度为0.05mm时,铣削力分别是10N(X),11N(Y),7N(Z),该工艺参数组合可以提高刀具耐用度。

针对小孔加工后采集得到噪声图像的特点,提出对提取的亚像素轮廓进行多次寻心处理及最小二乘圆拟合,以获得拟合圆的圆心坐标和直径长度的方法。通过对零件内外轮廓最小二乘圆拟合而得的圆心坐标进行数学计算,从而得出零件内外孔同轴度。该方法相比于传统接触式检验和一般非接触式检测方式,不但测量精度高,而且费时少。通过对标定板和光面环规标准件的测试结果表明,基于机器视觉的小孔孔径及同轴度测量算法,可使得小孔孔径及同轴度重复测量精度小于0.5μm。该测量方法已用于到水处理喷丝头等零件的测量。