【摘要】：隨著微電子、光學(xué)、光電子學(xué)、材料科學(xué)等技術(shù)的發(fā)展,各類半導(dǎo)體和光學(xué)材料在不同領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,同時(shí)也對(duì)材料的超精密加工提出更高的要求。固結(jié)磨料研磨作為重要的超精密加工手段之一,具有磨料可控性好、環(huán)保等優(yōu)勢(shì),但是針對(duì)研磨加工效率和加工質(zhì)量的檢測(cè)與評(píng)價(jià)通常需要離線進(jìn)行,過(guò)程繁瑣且不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。針對(duì)固結(jié)磨料研磨檢測(cè)方法現(xiàn)有的缺陷,本文采用聲發(fā)射技術(shù),對(duì)固結(jié)磨料研磨在線監(jiān)測(cè),以實(shí)現(xiàn)研磨過(guò)程材料去除率的預(yù)測(cè)和固結(jié)磨料研磨墊(FAP)加工性能的判斷。主要完成工作如下:(1)根據(jù)傳統(tǒng)環(huán)拋機(jī),設(shè)計(jì)、搭建了研磨的聲發(fā)射信號(hào)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。分析了固結(jié)磨料研磨加工過(guò)程的特點(diǎn)以及加工環(huán)境,選取了研磨過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)獲取與傳輸?shù)暮线m方法,設(shè)計(jì)了必要的機(jī)械零部件,搭建了基于LabVIEW的研磨聲發(fā)射信號(hào)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)研磨過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)的采集、顯示、濾波、頻譜分析和存儲(chǔ)等功能。(2)研究了固結(jié)磨料研磨過(guò)程的聲發(fā)射信號(hào)特征以及工藝條件對(duì)其影響;對(duì)比分析了三種信號(hào)處理方法;最后驗(yàn)證本文搭建聲發(fā)射信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)越性。結(jié)果表明:固結(jié)磨料研磨過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)在80 kHz和300 kHz處出現(xiàn)局部峰值,工藝條件的改變會(huì)對(duì)聲發(fā)射信號(hào)頻峰特征的產(chǎn)生影響。HHT和小波包變換能綜合信號(hào)的時(shí)、頻特性,克服傅立葉變換在處理非平穩(wěn)信號(hào)時(shí)的局限,更清楚、準(zhǔn)確的反映研磨過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)的特征。與CP-4研拋機(jī)中聲發(fā)射信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)比,本文搭建的聲發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)頻率范圍更寬,靈敏度更高,抗干擾能力更強(qiáng)。(3)利用聲發(fā)射信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)固結(jié)磨料研磨過(guò)程中材料去除率和FAP加工性能的在線監(jiān)測(cè)。采用正交試驗(yàn)方法,探索了研磨壓力、研磨轉(zhuǎn)速、磨粒粒徑和研磨液pH四個(gè)因素對(duì)材料去除率、表面粗糙度、聲發(fā)射信號(hào)RMS值等評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響,同時(shí)建立了聲發(fā)射信號(hào)RMS值和材料去除率的線性關(guān)系。結(jié)果表明:四個(gè)因素對(duì)材料去除率和聲發(fā)射信號(hào)的影響趨勢(shì)相同。通過(guò)線性回歸建立材料去除率和聲發(fā)射信號(hào)RMS值回歸方程,線性相關(guān)系數(shù)為0.944。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證預(yù)測(cè)相對(duì)誤差小于5%。另外開展了持續(xù)研磨實(shí)驗(yàn),分析了FAP鈍化與修整的聲發(fā)射信號(hào)特點(diǎn),得出采用聲發(fā)射技術(shù)可以從時(shí)域和頻域兩個(gè)角度監(jiān)測(cè)FAP的鈍化和修整。
【圖文】：

圖 1.1 聲發(fā)射檢測(cè)原理圖聲發(fā)射技術(shù)是無(wú)損檢測(cè)的重要手段，可以檢測(cè)運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程中的部件或材料的非結(jié)構(gòu)在缺陷。另外除了在測(cè)試過(guò)程中檢測(cè)到物體的動(dòng)態(tài)變化，還可以根據(jù)外力作用下物體

游離磨料研磨與固結(jié)磨料研磨原理對(duì)比
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG580.68

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2677742