流体抛光技术研究开题报告

毕业设计(论文)开题报告设计(论文)题目：磁流变抛光中磁场对表面粗糙度影响的研究学生姓名：学号：学院（系）：光电工程学院专业：指导教师：年月日毕业设计（论文）开题报告参考文献[1] 高宏刚,曹健林,朱镛等.超光滑表面及其制造技术的发展.物理学和高新技术,2000,29(10):610-614[2] 张峰.磁流变抛光技术的研究.博士学位论文.长春：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,2000[3] Prokhorov I V, Kordonsky W I, Gleb L K, et al.High-PrecisionMagnetorheological Inst- rument-Based Method of Polishing Optics. OSAOF&T Workshop Digest, 1992, 24: 134～136[4] 张峰,余景池,张学军等.磁流变抛光技术.光学精密工程,1999,7(5) :1-8[5] 程灏波,冯之敬,王英伟.磁流变抛光超光滑光学表面.哈尔滨工业大学学报,2005,37(4) :433-43[6] 彭小强,戴一帆,李圣怡.磁流变抛光工艺参数的正交实验设计.光学技术,2006,32(6)：886-892[7] 辛企明.近代光学制造技术.北京：国防工业出版社，1997[8] 张峰,余景池,张学军等.对磁流变抛光技术中磁场的分析.仪器仪表学报,2001,22(1) :42-44[9] 陈杨,陈建清,陈志刚.超光滑表面抛光技术.江苏大学学报:自然科学版,2003,24(5) :55-59[10] 查立豫，林鸿海.光学零件工艺学.北京：兵器工业出版社，1985[11] 彭小强,戴一帆,李圣怡.磁流变抛光的材料去除数学模型.机械工程学报，2004，40(4):67-70[12] Golini Donald ，Jacobs.Stephen D.，Kordonsky William I. .Fabrication ofglass aspheres using deterministic microgrinding and magnetorheological finishing.Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 1995,v 2536:208-211[13]Jacob Stephen D. ，Kordonsky William I. ，Prokhorov I.V.et al.Magnetorheological finishing: a deterministic process for optics manufacturing.Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 1995, v 2576:372-382[14]Kordonski.William I，Golini.Don.Magnetorheological suspension-based highprecision finishing technology (MRF)Source: Journal of Intelligent MaterialSystems and Structures, 1999, v 9(8) :650-654[15] 尤伟伟,彭小强,戴一帆.磁流变抛光液的研究.光学精密工程,2004,12(3):330-334[16] 彭小强.确定性磁流变抛光的关键技术研究.博士学位论文.长沙：国防科技大学，2004.[17]Pollicove H.M.,Fess E.M.,Schoen J.M. .Deterministic manufacturingprocesses for precision optical surfaces.Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 2003, v 5078: 90-96[18] 程灏波,冯之敬,王英伟等.超光滑光学表面的磁性类Bingham流体确定性抛光.科学通报,2005,50(1):84-91[19] 吕茂钰.光学冷加工工艺手册.北京：机械工业出版社，1987[20] 杨力.先进光学制造技术.北京：科学出版社，2001。

超精密流体射流抛光加工技术研究与工艺系统开发目前,对于流体射流抛光加工技术的应用研究相对较少,且主要集中于去除机理研究、去除函数的优化及工艺参数实验等方面。

本文通过研究磨粒水射流加工技术进行快速、可靠的确定性去除的控制方法和工艺参数,及其对去除效率和去除函数轮廓造成的影响,探索流体射流加工技术的应用潜力和适用环境。

并采用流体射流技术开展超光滑光学元件的加工和回转对称面形误差的快速去除实验研究,验证射流抛光加工技术及其控制方法的可靠性和稳定性。

论文的主要研究内容如下:针对垂直射流时形成的W形去除函数,提出了采用回转函数的方法来取代通常采用的偏心式回转射流装置,从而得到虚拟的近高斯形去除函数;并提出逐层去除的驻留时间求解方法,实现了驻留时间图的快速有效求解及求解收敛的成功率。

针对传统抛光和小工具抛光加工中存在的中频误差问题,提出了一种随机路径的生成方法,并对比了不同加工路径下的生成表面特点。

根据确定性抛光加工的技术要求,开发了射流加工液压系统来满足确定性抛光加工中对射流束在长时间内保持压力稳定和不发散的功能要求。

针对不同工艺参数,比如射流压力、射流角度、射流距离等,进行定点射流实验,并研究了去除函数的轮廓变化特点。

结合计算流体仿真技术,对不同工艺参数设置下射流区域内的压力和速度分布,进行仿真研究。

通过实验结果与仿真结果的对比,揭示射流抛光加工中的材料去除机理。

针对在流体射流抛光(FJP)加工中,直接检测得到的去除函数并不呈理想的回转对称形,提出了解决方案。

一方面通过滤波和回转增强算法来减弱测量误差的影响;另一方面提出了增强算法来提高回转对称性,并在质量评价算法中添加修正因子来研究去除函数质量随射流时间的变化。

本文还对运动平台的动态反应及运动精度进行了检测,分析了可能造成抛光加工精度误差的影响因素;并根据分析结果,指导确定性抛光加工中的运动参数设置,对未来抛光加工装备及控制系统的开发提供了参考。

根据上述研究,本文开展了超精密光学镜片的射流修形加工实验研究。

液体在微管中流动特性的研究的开题报告
一、研究背景：
微流体力学研究是一个快速发展的领域，其主要研究微尺度下流体力学特性，具有很广阔的应用前景。

其中，液体在微管中的流动特性是研究的重点之一。

液体在微管中流动的研究对于许多领域有着重要的意义，例如生物医学、化学反应等。

特别是在生物医学应用中，微管内的液体流动性质对于细胞培养和微量实验具有重要影响。

此外，在化学反应中，微管内液体流动的性质则可以用于实现微流控反应。

因此，对于微管内液体流动的特性进行研究，不仅可以深入探究在微尺度下的流体力学特性，而且对于解决实际问题具有很大的潜力。

二、研究目的：
本文旨在研究液体在微管中流动的特性，尤其是微尺度下的效应，包括表面张力、黏滞阻力、壁面效应等，并运用数值模拟方法，探究这些效应的具体表现和作用机理。

三、研究方法：
1.文献综述：对于微管内液体流动的研究现状进行综述，包括实验和理论研究。

2.数值模拟：利用计算机数值模拟方法，建立微管内液体流动的数学模型，考虑微尺度和流体性质等因素，对液体在微管中流动的特性进行模拟和分析。

3.实验验证：在建立模型的基础上，通过实验验证模拟结果的准确性和可靠性。

四、研究意义：
1.深入了解微管内液体流动的性质与行为，加深流体力学理论的认识。

2.为微管内液体的精细控制和处理提供基础支持，如在生物医学领域中的细胞培养和检测，以及化学反应中的微流控技术等。

3.提供关于微管内液体流动特性的理论和实验基础，为其他领域的研究提供参考。

五、研究进度：
目前已完成文献综述和数值模拟建模，正在进行实验验证。

预计研究报告将在年底前完成。

镍电解槽导电铜管自动抛光装置的研发的开题报告一、项目背景随着现代工业的发展，电化学加工技术得到了广泛应用，其中镍电解槽是一种重要的电化学加工设备。

镍电解槽中需要使用导电铜管，但在生产过程中，导电铜管表面会出现氧化、污染等问题，严重影响设备的稳定性和使用寿命。

传统的抛光方法是人工操作，效率低下，同时还存在一定的安全隐患。

因此，开发一种自动抛光装置具有重要的现实意义和市场需求。

二、项目目标本项目旨在研发一种针对镍电解槽导电铜管的自动抛光装置，通过自动化技术实现导电铜管表面的高效清洁和修整，提高设备的可靠性和使用寿命。

三、研发内容本项目的研发内容主要包括以下方面：1. 技术方案设计：通过分析现有的抛光技术和设备，设计一种针对镍电解槽导电铜管的自动抛光装置的技术方案。

2. 硬件设计：根据技术方案，设计装置的硬件部分，包括机械结构、电气控制系统等。

3. 软件开发：针对装置的控制系统、传感器等部分，进行软件开发，实现装置的自动控制和数据处理。

4. 装置测试和优化：对装置进行实验室测试和现场试验，对其进行优化和改进。

四、项目意义本项目的研发成果将具有以下意义：1. 提高生产效率：实现自动抛光，提高了生产效率。

2. 提高设备可靠性：装置可以及时清洁和修整导电铜管，减少了设备停机时间和维修费用，提高了设备可靠性和使用寿命。

3. 市场需求：随着电化学加工技术的不断发展，对于镍电解槽导电铜管自动抛光装置的需求越来越大，具有广阔的市场应用前景。

五、项目计划本项目的研发计划如下：2021年5月-6月：设计技术方案，制定研发计划。

2021年7月-9月：完成装置硬件设计和软件开发。

2021年10月-11月：进行装置测试和优化。

2021年12月-2022年1月：进行成果整理和报告撰写。

六、预期成果本项目预期成果为一款成熟的针对镍电解槽导电铜管的自动抛光装置，满足实际生产需求，具有较好的市场应用前景。

《流体辅助微纳抛光原理与技术》阅读随笔1. 流体辅助微纳抛光技术概述在阅读《流体辅助微纳抛光原理与技术》这本书的过程中，我对流体辅助微纳抛光技术有了更深入的了解。

这是一种融合了物理学、化学和材料科学等多学科知识的先进制造技术。

微纳抛光技术的核心在于利用流体（通常是液体或半液体状态）的物理和化学特性，在微观和纳米级别上对材料表面进行精确加工，以实现对材料表面的高质量抛光。

此技术不仅能提升材料表面的光洁度，更在光学、电子、机械等领域中发挥了重要作用。

特别是在高精度光学器件、半导体材料以及高端机械零件的制造过程中，流体辅助微纳抛光技术的重要性尤为突出。

它能有效提高产品性能，延长使用寿命，降低成本等。

随着科技的飞速发展，这一技术的应用范围也日益广泛。

书中详细介绍了流体辅助微纳抛光技术的原理、发展历程、应用领域以及最新研究进展。

我了解到这一技术的实施需要精确控制流体的性质（如粘度、表面张力等）、流速以及抛光工具与材料表面的相互作用。

这其中涉及到的物理学和化学知识十分丰富，使得这一技术具有一定的复杂性和挑战性。

但正是由于这些复杂的特性，使得该技术能够实现在微纳尺度上对材料表面的精确调控和精细加工。

书中还提到了这一技术在实践中的应用案例，这些案例不仅展示了流体辅助微纳抛光技术的应用场景，也揭示了其在提高产品质量、降低成本和提高生产效率方面的巨大潜力。

这使得我对这一技术的未来充满期待，并引发了我对这一领域未来发展方向的深入思考。

在阅读的过程中，我不仅学到了专业知识，也对技术的前沿和发展趋势有了更深入的了解和认识。

1.1 微纳加工技术的发展历程微纳加工技术，作为现代制造业中的前沿技术，其发展历程可谓是科技进步的缩影。

早在20世纪初，随着光学和电子产业的飞速发展，对微纳尺度的精密加工需求日益增长。

在这样的背景下，微纳加工技术应运而生，并逐渐发展壮大。

最初的微纳加工技术主要依赖于光刻、刻蚀等传统物理或化学方法。

这些方法在处理小尺寸、高精度图案时存在诸多限制，如成本高昂、生产效率低等。

流体抛光技术研究精密零件制造中的最终精加工是一种劳动强度大而不易控制的过程，它在全部制造成本中所占的比重有时可高达15%。

磨料流加工技术是一种能够保证精度、效率、经济的自动化光整加工方法，是解决精密零件最终精加工的一种有效方法[1]。

它是以一定的压力强迫含磨料的粘弹性物质（半流动状态的蠕变体或粘弹性体，称其为柔性磨料或粘弹性磨料）通过被加工表面，利用其中磨粒的刮削作用去除工件表面微观不平材料而达到对工件表面光整加工的目的。

磨料流加工是20世纪60 年代由美国两公司独立发展起来的，最初应用于航空、航天领域的复杂几何形状合金工件的去毛刺加工。

随着科学技术的飞跃发展，在宇航、导弹、电子、计算机等精密机械零件的工艺性能要求不断提高的情况下，以前用手工、机械、化学等方法对零件表面进行抛光、倒角、去毛刺均有其局限性，特别是对零件内小孔径、相互交叉的孔径及边棱进行抛光、倒角、去毛刺更是无能为力；而磨料流加工技术由于具有对零件隐蔽部位的孔、型腔研磨、抛光、倒圆角的作用，又有对外表面各种复杂型面研磨、抛光的能力，因而具有其它方法无法比拟的优越性。

目前，这项技术已应用在宇航和兵器工业，同时也扩展到了纺织、医疗、缝纫、精密齿轮、轴承、模具制造等其它机械行业。

近年来，Fletcher 等研究了磨料流加工中应用的高分子聚合物的热特性和流变性，认为介质的流变性对磨料流加工的成败具有重要的作用。

Davies 和Fletcher 研究了几种配料的流变性与其相应的加工参数之间的关系，结果表明黏度和磨料的比例都会影响温度和介质通过工件时的压力下降，在磨料流加工过程中温度是影响介质黏度的一个重要因素。

Williams 和Rajurkar 的研究表明，介质的黏度和挤压力主要决定着表面的粗糙度和材料去除率，表面粗糙度精度的改善主要发生在磨料介质的前几个挤压往复行程中，并提出了估算动态有效切削磨粒数目的方法和每个行程中磨粒磨损量的计算方法。

光滑及带微结构表面的液体滑移实验研究的开题报告题目：光滑及带微结构表面的液体滑移实验研究一、研究背景和意义：随着微纳米技术的不断发展和应用，人们对液体在微小尺度下运动的研究越来越受到关注。

液体在微小尺度下的运动行为与在宏观尺度下的行为有很大的不同，其中一个重要的因素就是液体在微观尺度下的滑移效应。

滑移效应是指在液体与固体界面相接触时，液体分子在固体表面的滑移运动现象。

液体在微观尺度下滑移现象的研究不仅有助于我们更深入地理解液体在微观尺度下的物理特性，还对微纳流体控制领域具有重要的应用价值。

本实验的研究目的是对光滑及带微结构表面的液体滑移效应进行研究，通过实验探究液体在微观尺度下的滑移现象的特征和规律，为微纳流体控制领域提供一些新的思路和方法。

二、研究方法：本实验的研究方法主要包括：1. 制备具有不同表面粗糙度的样品。

2. 制备液体在不同表面粗糙度下的流动实验装置。

3. 测量液体在不同表面粗糙度下的流动状态和相应的流速。

4. 分析液体在不同表面粗糙度下的滑移效应。

三、研究内容：1. 实验设计(1) 制备具有不同表面粗糙度的样品。

(2) 制备液体在不同表面粗糙度下的流动实验装置。

2. 实验操作(1) 利用实验装置测量液体在不同表面粗糙度下的流动状态和相应的流速。

(2) 调整实验装置参数，对液体滑移效应进行分析，观察不同实验条件下的液体滑移现象，比较分析其变化规律。

3. 数据分析与结果展示(1) 对实验数据进行统计和分析，得出液体在不同表面粗糙度下的滑移效应特征和规律。

(2) 利用图表等方式将实验结果进行展示。

四、研究难点：1.制备具有不同表面粗糙度的样品。

2.设计和制造液体在不同表面粗糙度下的流动实验装置，确保实验准确可靠。

3.准确测量液体在不同表面粗糙度下的流动状态和相应的流速。

五、进度安排：第一阶段：文献调研和实验装置设计（1个月）1.查阅相关文献，深入了解液体在微观尺度下的滑移现象。

2.设计实验装置，确定所需材料和实验参数。

化学机械抛光的流动性能和温度场的计算的开题报告
一、研究背景
化学机械抛光（Chemical mechanical polishing, CMP）是一种集物理化学特性于一体的表面加工技术，被广泛应用于半导体制造等领域。

然而，在实际应用中， CMP 过程中流体的流动性能和温度场是影响 CMP 加工效果的主要因素之一。

因此，对于 CMP 过程中的流动性能和温度场进行研究具有非常重要的意义。

二、研究目的
本研究旨在探究在 CMP 过程中流动性能和温度场的计算方法，并分析在不同条件下流体的流动性能和温度场的变化规律，为优化 CMP 加工提供理论指导。

三、研究内容
1. 对 CMP 过程中流动性能和温度场的数学模型进行建立和分析。

2. 利用数值模拟方法计算在不同条件下 CMP 过程中流体的流动性能和温度场的分布规律。

3. 通过实际 CMP 实验，根据数值模拟结果进行验证和分析。

四、研究计划
时间|内容
-|-
第一周|文献综述
第二周|建立 CMP 过程中流动性能和温度场的数学模型
第三周|进行数值模拟计算
第四周|分析结果，进行讨论
第五周|进行实际 CMP 实验并对结果进行验证和分析
第六周|撰写开题报告及汇报准备
五、研究预期结果
通过本研究，预期可以掌握 CMP 过程中流动性能和温度场的计算方法，分析 CMP 过程中流体的流动性能和温度场的变化规律，并为优化 CMP 加工提供理论指导。

同时，本研究还将为 CMP 加工领域的研究提供参考，推动 CMP 加工的发展。

磁性流体的制备及其流变性能的研究的开题报告一、背景介绍磁性流体，又称磁流体或磁液体，是一种具有磁性特性的流体。

它是由具有均匀形状和尺寸的微粒组成的，这些微粒通常由铁水合物或铁氧体等磁性材料制成。

这些微粒的直径通常在几纳米到几十微米之间。

在外加磁场的作用下，磁性流体会表现出强烈的磁响应性能，因此在磁控制器、医学检测、数据存储等领域具有广泛的应用。

目前，磁性流体的制备方案较为丰富，包括化学合成、物理合成等多种方法。

化学合成方法优点在于其制备规模可控制，但也存在着制备质量难以保证、对环境的影响较大等问题。

物理合成方法则在制备质量上有一定保证、对环境影响较小，但在制备规模上相对受限。

同时，磁性流体的流变性质是其在应用中极其重要的参数之一。

由于磁性流体中微粒之间相互作用的存在，流体的流变性质会受到较大的影响。

因此，加深对磁性流体的流变性质的研究，有利于理解磁性流体的物理机制，为其在工程应用中提供基础支撑。

二、研究内容1.磁性流体的制备研究：以合适的磁性材料为原料，利用化学合成、物理合成等方法制备磁性微粒，研究不同原料对磁性流体性质的影响，优化制备方案。

2.磁性流体的流变性质研究：利用旋转粘度计等工具，研究磁性流体在外加磁场下的流变性质，评估微粒的磁响应性能、微粒与流体之间的相互作用对流变性质的影响。

3.制造磁流变隔振器：磁流变隔振器可根据外部负载实时改变其阻尼特性，具有广泛应用价值。

在制备了一定量磁性流体后，通过设计制造磁流变隔振器，探索其可靠性及性能表现。

三、研究意义1.对磁性流体的制备方法及优化提供理论支持。

2.对磁性流体的流变性质进行深入研究，有助于加深对其物理机制的理解，指导其在工程中的应用。

3.通过制造磁流变隔振器，开发出可以实时改变阻尼特性的新型隔振器，为实际工程应用提供新思路。

四、研究步骤1.文献调研：对磁性流体的历史、应用现状、制备方法、流变性质等方面的文献资料进行搜集、整理。

2.磁性流体的物理化学性质测试：利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜等方法研究合成出的磁性微粒的形貌、粒径、晶体结构等物理化学性质。

流体淋液光滑管束的对流换热特性研究的开题报告
1.研究背景和意义：
流体淋液光滑管束对流换热是一种被广泛应用于工业领域的换热方式。

其具有换热效率高、换热速率快等优点，因此在化工、能源、环保等领域有着广泛的应用。

然而，传统的流体淋液光滑管束对流换热技术仍存在一些问题，比如换热效率不高、保温性能差等。

因此，开展对流换热的研究，进一步提高流体淋液光滑管束换热效率和性能，具有重要意义。

2.研究内容和方法：
本研究旨在探究流体淋液光滑管束对流换热的特性及其对热传导率的影响。

具体研究内容包括：
(1) 对流换热理论分析与计算
(2) 流体淋液光滑管束对流换热实验研究
(3) 对流换热数值模拟研究
(4) 对实验结果和数值模拟结果进行比较分析
本研究采用的方法主要包括数值模拟、实验研究和理论分析。

通过对流换热理论的分析和计算，建立对流换热的数学模型。

利用实验室设备，对流体淋液光滑管束对流换热的实验研究进行数据采集和分析。

同时，应用CFD软件建立数值模拟模型，模拟流体在光滑管束内的流动和热传递过程。

3.研究成果和意义：
(1) 对流换热理论模型的建立
(2) 流体淋液光滑管束对流换热实验研究结果
(3) 对流换热数值模拟结果
(4) 对实验结果和数值模拟结果进行比较分析，研究不同因素对流体淋液光滑管束对流换热性能的影响
本研究的意义在于进一步提高流体淋液光滑管束对流换热技术的效率和性能，为工业生产提供更加优秀的热传导器件。

稳定性与寿命
确保抛光液的稳定性和使 用寿命，避免在抛光过程 中产生沉淀或变质。
喷射压力与流量控制
喷射压力
根据被抛光材料的硬度和 表面粗糙度，调整喷射压 力以获得理想的抛光效果。
流量控制
通过调整喷嘴直径和液体 泵送速度，控制抛光液的 流量，确保抛光过程的均 匀性和稳定性。
压力与流量的匹配
合理匹配喷射压力和流量， 以获得最佳的抛光效率和 表面质量。
液体喷射抛光技术
目录
• 液体喷射抛光技术概述 • 液体喷射抛光系统组成 • 液体喷射抛光工艺参数 • 液体喷射抛光技术优点与挑战 • 液体喷射抛光技术应用案例 • 液体喷射抛光技术前沿研究动态
01
液体喷射抛光技术概述
定义与原理
定义
液体喷射抛光技术是一种利用高速喷 射的液体或混合液体对工件表面进行 冲击、切削和抛光的方法。
抛光时间与温度控制
抛光时间
01
根据被抛光材料的性质和抛光要求，确定合适的抛光时间，避
免过度或不足抛光。
温度控制
02
保持抛光液的温度稳定，避免过高或过低的温度对抛光效果产
生不良影响。
时间与温度的协同作用
03
合理控制抛光时间和温度，使二者协同作用，以获得最佳的抛
光效果。
04
液体喷射抛光技术优点与挑战
航空座椅抛光
航空座椅是飞机客舱中的重要部 件，其表面质量直接影响乘客的 舒适度和飞机的整体美观度。液 体喷射抛光技术可以对座椅表面 进行高效、均匀的抛光，提高座 椅的光泽度和耐磨性。
06
液体喷射抛光技术前沿研究动 态
新型抛光液的开发与应用
纳米级抛光液
利用纳米技术制备的抛光液，具有更高的抛光精度和效率，能够 实现对复杂形状表面的高精度抛光。

抛光系统有限元分析及抛光工艺参数优化的开题报告一、研究背景抛光是一种常用的表面处理技术，可用于提高物件的光洁度和平整度，使其表面呈现光亮和平滑的效果。

抛光由于其应用广泛，已经成为数控加工和工业制造中的重要工艺。

然而在传统抛光中，由于操作人员的因素以及机器设备的限制，抛光质量容易出现不稳定的问题，且抛光难度较大，受到许多缺陷和误差的影响，从而影响产品的整体品质。

为了解决传统抛光中存在的问题，研究人员们开始运用数值仿真技术，对抛光过程进行模拟与分析。

数值仿真技术通过建立计算机模型，构建逼真的抛光场景，对抛光系统进行开发和优化，可用于推测抛光结果、预测加工时间和降低制造成本，从而促进工业制造水平的提高。

二、研究目的本论文旨在开发一种基于有限元分析和机器学习技术的抛光优化系统，系统应包括以下功能：1.建立基于有限元方法的抛光系统数值模型，对抛光过程中的物理效应进行仿真分析。

2.利用机器学习技术对抛光工艺参数进行优化，提高抛光过程的稳定性和效率。

3.结合实验数据，验证数值模型的可靠性和优化算法的精度，并进一步完善整个抛光优化系统。

三、研究内容和技术路线本论文的研究内容包括建立基于有限元分析的抛光系统模型，开发抛光工艺参数优化算法和实验数据验证。

技术路线如下：1.对抛光过程进行建模。

首先，建立机械加工中最常用的成形模型，然后利用有限元分析方法对抛光过程进行模拟分析，研究材料的塑性变形、表面粗糙度和加工温度等物理效应。

2.构建抛光优化算法。

利用机器学习技术对抛光过程中存在的问题进行分析，建立数据模型，并进行模型训练，然后根据模型的实时反馈，调整抛光参数，提高抛光质量，并降低制造成本。

3.进行实验数据验证。

实验过程中，建立系统测试环境，获取实验数据，并将实验数据与优化结果进行比对，验证数值模型的可靠性和优化算法的精度。

四、预期成果本研究计划开发一种基于有限元分析和机器学习技术的抛光优化系统，该系统可用于提高抛光过程的稳定性和效率，降低制造成本，预期成果如下：1.建立基于有限元方法的抛光系统数值模型，对抛光过程中的物理效应进行仿真分析。

基于非牛顿流体新型液浮法抛光技术研究秦琳;弥谦;李宏【摘要】提出一种新的柔性抛光技术——液浮法抛光,通过软件仿真及实验对其进行探索性研究.针对抛光液为具有剪切增稠效应的流体,利用软件对该类液体的液浮法抛光技术模型进行流场分析,得到液浮抛光模型的流场压强、剪切力分布情况.仿真结果表明,液浮抛光技术对被加工件表面具有一定的剪切效果,可以实现对工件材料的去除.搭建实验平台,设计一组实验,其中配置以粒径12 nm的二氧化硅为溶质,分子量200的聚乙二醇为溶剂的非牛顿幂律流体作为抛光液的剪切增稠基液(其中二氧化硅质量分数为9％),加入质量分数为18％的氧化铈作为磨料的抛光液,对于初始粗糙度为23.97 nm的K9玻璃经过90 min的抛光,其粗糙度可达到1.023 nm,实验结果表明,该技术可用于光学元件的抛光加工.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2019(040)002【总页数】6页(P223-228)【关键词】光学元件加工;液浮抛光技术;剪切增稠;fluent流场分析【作者】秦琳;弥谦;李宏【作者单位】西安工业大学陕西省光学先进制造工程技术研究中心,西安710021;西安工业大学陕西省光学先进制造工程技术研究中心,西安710021;西安工业大学陕西省光学先进制造工程技术研究中心,西安710021【正文语种】中文【中图分类】TN205;TH706引言目前先进的超精密抛光技术层出不穷[1]，如离子束抛光、化学机械抛光[2-3]、弹性发射加工[4]、射流抛光、磁流变抛光等技术，这些技术都各有各的抛光特点，并且都取得了一定的抛光效果，都可达到超光滑加工的要求，即能够获得亚纳米精度的光学元件光滑表面，但是它们都存在一定的局限性，比如抛光介质为造价昂贵的磁流变液[5]或者化学溶剂介质[6]，加工成本高且对环境造成危害；需要高精密的数控机床去控制其加工精度，并且容易产生波纹误差；对工件的加工方式为点抛光或小面积抛光，加工效率低。

用于SLA原型的磨料水射流抛光工艺研究的开题报告一、研究背景与意义SLA（StereoLithography Apparatus）原型是快速成型技术的一种常见形式。

SLA原型生产的精度高、模型表面光滑，成本低，正广泛应用于汽车、飞机、造船、医疗等领域。

目前，大多数SLA原型是通过激光束将液态树脂材料从液面上方定点治愈成实体。

不过，现在越来越多的SLA原型对表面成品质量要求较高，例如对于高精度零件，表面的光滑度和精度是很关键的。

传统的磨削加工无法满足这种需求，然而换用传统抛光技术则需要更长的加工时间。

因此，寻找一种新的高效的表面加工工艺，成为了目前研究的重点。

近年来，磨料水射流加工（AWJM）技术被广泛使用于加工许多不同的材料表面，随着技术的发展，水射流抛光工艺变得越来越普遍。

比较其它特殊工艺，水射流抛光具有快捷、高效、更加清洁等优点，对于SLA 原型表面的加工也有更大的优势，因此值得深入研究。

二、研究内容和技术路线本研究的目标是开发一种磨料水射流抛光工艺，使其更适用于SLA 原型的表面加工，同时也要考虑到成本、效率、加工精度等因素。

具体的技术路线如下：1.设计实验样本：选择不同材料或孔径的SLA原型，测量样本表面的光洁度、粗糙度和硬度等参数；2.确定加工参数：设计6组实验方案，将AWJM处理的参数（比如激光功率、磨料流量、加工速度等）进行改变，进一步探究其对SLA原型表面的影响；3.测试样本表面质量：对各个实验方案处理后的实验样本进行粗糙度等参数的检测，并对其表面的微观图像和光洁度进行分析比较；4.优化工艺参数：根据测试分析的结果，对原先设计的6组实验方案及其加工参数进行优化，进一步提高抛光效果及加工速度；5.验证及结论：将最终选定的参数应用在所选的后续SLA原型加工样本上，进一步验证研究的可行性，最终总结得出研究结论。

三、预期成果本研究的主要成果有：1.成功开发一种适用于SLA原型表面加工的磨料水射流抛光工艺；2.在该工艺下，成功提高SLA原型表面的光滑度和精度；3.优化工艺参数，提高加工效率和成本控制；4.结论总结，给出研究结论和推荐工艺应用方向。

磨料液体射流抛光技术研究进展陈逢军 苗想亮 唐 宇 尹韶辉湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心,长沙,410082摘要:论述了磨料液体射流抛光过程中的材料去除机理,介绍了磨料液体射流加工系统平台的国内外研究成果㊂从速度变化㊁材料去除㊁表面演化㊁表面粗糙度㊁数值模拟五个方面阐述了磨料液体射流数学模型的构建状况㊂系统分析了主要工艺参数如磨粒动能㊁射流压力㊁磨料㊁喷射角度㊁喷射距离㊁添加剂对加工结果的影响规律,并总结了磨料液体射流抛光技术发展历程㊂最后针对其将来的研究方向与内容给出了进一步的建议与展望㊂关键词:磨料射流;磨粒磨料;流体抛光;超光滑加工;材料去除中图分类号:T H 16 D O I :10.3969/j.i s s n .1004‐132X.2015.22.021R e s e a r c hP r o g r e s s e s o nA b r a s i v eF l u i d J e t P o l i s h i n g T e c h n o l o g yC h e nF e n g j u n M i a oX i a n g l i a n g T a n g Yu Y i nS h a o h u i N a t i o n a l E n g i n e e r i n g R e s e a r c hC e n t e r f o rH i g hE f f i c i e n c y G r i n d i n g ,C h a n gs h a ,410082A b s t r a c t :T h em e c h a n i s mo fm a t e r i a l r e m o v a l i nt h e p r o c e s so f p o l i s h i n g w a sd i s c u s s e d .T h e r e -s e a r c h r e s u l t s a b o u t j e tm a c h i n i n g s y s t e ma n d p l a t f o r m w e r e i n t r o d u c e d .T h ed e v e l o p m e n t o fm a t h e -m a t i c a lm o d e lo fa b r a s i v ef l u i d j e tw e r ed e s c r i b e d ,i n c l u d i n g s p e e dc h a n ge m o d e l ,m a t e r i a l r e m o v a l m o d e l ,s u rf a c e e v o l u t i o nm o d e l ,s u r f a c e r o u gh n e s sm o d e l ,n u m e r i c a l s i m u l a t i o nm o d e l .T h e e f f e c t l a w s o f s o m em a j o r p r o c e s s p a r a m e t e r ss u c ha s p a r t i c l ee n e r g y ,j e t p r e s s u r e ,a b r a s i v e ,j e ta n gl e ,s t a n d ‐o f f d i s t a n c e ,a d d i t i v e o nm a c h i n i n g r e s u l t sw e r e a n a l y z e d ,a n d t h e r e s e a r c h p r o g r e s s e s o f a b r a s i v e j e t p o l i s -h i n g t e c h n o l o g y we r e s u mm a r i z e d ,a n d t h e p r o b a b l ef u r t h e r r e s e a r c hw a s f o r e c a s t e d .K e y w o r d s :a b r a s i v e j e t ;a b r a s i v e p a r t i c l e ;f l u i d p o l i s h i ng ;s u p e r ‐s m o o th m a c hi n i n g ;m a t e r i a l r e -m o v a l收稿日期:20150522基金项目:国家自然科学基金资助项目(51205120);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20120161120001);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(531107040147)0 引言随着科技快速发展,机械电子㊁精密仪器㊁光学元件㊁医疗器械等领域的产品制造要求也在不断地提高㊂而在精密或超精密加工一些异形面㊁细长件或者微小区域时,由于这类构件加工难度大,故需要选择特殊的加工方法以提高产品质量㊂磨料液体射流抛光技术是近年来迅速发展起来的一种新型精密与超精密光学加工工艺,它也是一种计算机控制的小磨头柔性抛光技术㊂20世纪60年代,美国的B o b o 获得了将磨料液体射流技术用于钻油井的相关专利[1]㊂经过几十年的发展,磨料液体射流在清洗㊁切割㊁抛光㊁车削㊁铣削以及钻井㊁破碎岩石等领域得到了广泛的应用㊂与传统抛光技术相比,磨料液体射流抛光技术具有能加工任意面形光学元件㊁柔性强㊁抛光精度高㊁易控制和成本低等优点,在加工领域已得到了一定的应用㊂本文分别对磨料液体射流抛光技术的机理与方法㊁数学模型以及工艺参数等方面的研究现状进行了总结分析,并对磨料液体射流加工技术的发展趋势进行了展望㊂1 射流抛光原理与方法1.1 磨料液体射流抛光原理磨料液体射流抛光的基本原理如图1所示㊂混有微细磨粒的抛光液以一定速度由喷液磨头喷出与工件表面发生碰撞,并沿工件表面切向流动,产生强大的冲击力及剪切力,从而实现工件表面的材料微去除[2]㊂图1 液体射流抛光原理图[2]磨料液体射流抛光可以获得具有纳米级精度且无亚表面损伤的超光滑表面㊂文献[3]对B K 7进行了3h 磨料液体射流定点抛光试验后,抛光㊃6113㊃中国机械工程第26卷第22期2015年11月下半月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.点处最大深度为44n m,抛光点中心处的粗糙度为1.2n m㊂表明可以通过极少量材料的塑性移除来获得极低的表面粗糙度值㊂K9玻璃的磨料液体射流抛光试验表明,垂直喷射时材料的去除区域呈W形的环状分布,对材料去除的主导作用是磨粒剪切力,而直接冲击占次要地位[4]㊂通过对纳米级颗粒与光学元件表面碰撞过程分析可知,纳米级颗粒具有足够高的入射动能才能克服阻碍势垒,与工件表面原子发生界面化学吸附反应[5]㊂通过水射流冲蚀石材试验发现,单纯的水射流的中心射流对材料具有去除作用,在成穴力㊁剪切应力和水楔的共同作用下,材料以脆性和塑性断裂方式实现去除㊂如图2所示,磨料水射流冲蚀区分为中心射流区(圆形区域ϕA)㊁成穴区(ϕA㊁ϕB之间的环形区)和散射区(ϕB㊁ϕC之间的环形区),材料的主要去除量在成穴区[6]㊂磨料液体射流重复抛光时,由于受压力波动㊁磨粒沉降和流体紊动等因素的影响,材料去除量呈现波动不稳性,从而增大了材料去除量的误差范围[7]㊂图2 射流冲蚀区截面轮廓[6]1.2 磨料液体射流加工系统喷射系统是射流加工的关键,它将压力能转变为动能从而产生高能流束并完成水射流加工㊂而喷嘴结构对射流的动力学特性㊁去除函数及抛光元件的表面粗糙度都会产生很大的影响㊂研究发现,利用收缩角为13°㊁长径比为4的锥柱型喷嘴进行射流抛光能获得较好的射流特性,其射流出口断面的紊动强度低㊁流速和磨料浓度分布均匀[8]㊂保持磨料浓度均匀可以使磨料液体射流抛光的效果更好㊂由于流化混合方式结构简单,易于安装,故可使用流化方式搅拌磨料混合液使其更加均匀㊂使用流化床辅助磨料液体射流加工系统对铝合金管道内表面进行抛光,表面粗糙度可从3μm减小到0.6μm,加工效率也可得到较大的提高[9]㊂供料系统需要保证精确㊁均匀㊁连续地供料,从而提高磨料液体射流加工的效率和射流性能㊂对于磨料液体射流,一般有如图3所示的前混合和后混合两种供料方式㊂前混合磨料液体射流是磨料先和水均匀混合成磨料料浆,然后经喷嘴喷射形成射流㊂如图4所示,结合流态化原理,依靠高压水的快速流动将高压磨料罐中的磨料负压吸入并流态化成均匀的磨料悬浮液,再经过三通与高压水混合,形成高速稳定的磨料料浆[10]㊂后混合磨料液体射流则是高速水射流与低速磨粒分别进入混合腔进行充分混合,同时高速水射流的部分能量传递给磨料,通过喷嘴进入喷射状态㊂前混合方式所需压力低,混合效果好,能量利用率高,加工精度高,但设备复杂,喷嘴磨损严重,而后混合方式正好与之相反㊂因此,在设计磨料液体射流加工系统时必须考虑实际加工精度及成本,从而选择合适的混合方式㊂1.高压水泵2.混合腔3.喷嘴4.截止阀5.储料箱6.浓度调节阀(a)前混合式1.高压水泵2.水喷嘴3.混合腔4.喷嘴5.储料箱(b)后混合式图3 两种磨料液体射流原理示意图图4 前混合磨料混合系统[11]1.3 磨料液体射流平台B e a u c a m p等[11]在一个7自由度的运动平台上对非球面光学元件进行磨料液体射流抛光试验,面型精度值达到50n m㊂李天生等[12]设计了一种磨液射流磨削抛光装置,该装置通过压缩装置在箱体内产生负压将磨料液从吸管吸上来,在压缩气流的作用下形成水射流,喷射在工件表面上,同时工件在旋转筒的带动下不断旋转,从而完成整个抛光过程㊂监测磨料液体射流加工过程对工艺参数的优化是非常重要的,国内外学者对此也作了相关的研究㊂可以利用测力传感器和探针精确确定射流束的直径[13]㊂使用声发射传感原㊃7113㊃磨料液体射流抛光技术研究进展 陈逢军 苗想亮 唐 宇等Copyright©博看网. All Rights Reserved.理对磨料液体射流工件侵蚀部分进行监测,可以控制加工工艺参数以提高加工质量[14]㊂F a n等[15]使用粒子图像测速(p a r t i c l e i m a g ev e l o c i m -e t r y,P I V )技术对微磨料液体射流的粒子速度分布进行了试验研究㊂试验发现粒子射流几乎是线性膨胀的,平均膨胀角度大约为7.2°㊂2 磨料液体射流数学模型为了对磨料液体射流的加工效率及精度进行定量分析,国内外学者根据材料去除机理㊁射流特性以及试验结果,建立了相关的数学模型进行预测与控制㊂图5展示了目前磨料射流数学模型的主要研究内容㊂施春燕等[7]对射流抛光的紊动冲击射流特性进行了研究,并构建了射流抛光的垂直和斜冲击射流模型,而且将R N G k ‐ε理论用于模型的计算㊂图5 磨料射流数学模型2.1 速度变化模型射流加工中射流截面上磨粒的平均速度可以利用磨粒的能量模型进行精确预测,其模型预测结果和试验结果的皮尔逊相关系数达到95%[16]㊂W a n g[17]基于射流动态特性的C F D 仿真研究,提出了可以评估射流方向上流体内部任意位置速度变化的数学模型㊂该模型与C F D 模型预测结果的平均误差在1%以内,基本可以满足对射流流体速度的预测㊂2.2 材料去除模型材料去除模型的应用可以有效地提高材料去除效率㊂在对磨料水射流车外圆的试验中,使用一种考虑了加工过程中冲击角度变化的模型,可以很好地提高加工过程中对工件直径的预测精度[18]㊂K u m a r 等[19]建立了基于有限元仿真的三维侵蚀模型,并对多磨粒冲击侵蚀过程进行了仿真计算㊂T y a gi [20]建立了基于磨粒动能的材料去除率数学模型,研究了磁场和电场对材料去除率的影响,材料的去除率随着磁场强度的增大而减小,随着电场强度的增大而变大㊂2.3 表面粗糙度模型表面粗糙度模型能对工艺参数进行优化,以获得最佳工艺参数,从而提高表面质量㊂A z m i r等[21]采用磨料水射流加工了玻璃环氧树脂复合材料,应用分段线性回归方法建立了加工表面粗糙度模型㊂C h e n 等[22]同样基于大量试验数据,建立了磨粒水射流抛光表面粗糙度模型,其预测结果的平均偏差为3.8%㊂C h e 等[23]建立了应用磨粒水射流抛光超硬材料的表面粗糙度理论模型,从理论上反映了各个工艺参数的变化会对表面粗糙度的影响㊂2.4 表面演化模型磨料水射流抛光时,冲击点处的面形变化会对工件的表面粗糙度㊁面形精度及去除效果产生影响,方慧等[4]㊁刘增文等[6]㊁施春燕等[7]对此作了相关研究,但他们较少考虑工艺参数对冲击点面形变化的影响㊂一种基于窄带水平集法的表面演化模型解释了微磨料液体射流加工中掩膜的磨损和磨粒的二次冲击问题,从而极大地缩短了加工时间[28]㊂M a 等[25]建立了可以预测磨料液体射流加工宽度与射流速度的经验关系模型㊂G e -t u 等[24]根据试验数据对微磨料液体射流加工脆性材料时的表面轮廓演化模型进行了改进㊂2.5 数值模拟通过对磨料液体射流过程进行数值模拟分析,可以促进实验与理论研究的发展㊂刘国勇等[27]基于C F D 多相流混合物模型对前混合磨料水射流混合腔的内部流场进行了数值模拟,当收缩锥角为30°时可获得较好的流场性能㊂V O F ㊁M i x t u r e 和E u l e r 模型在磨料液体射流的C F D 数值模拟过程中有着非常重要的应用㊂使用M i x -t u r e 模型可以对磨料在混合腔中的混合过程进行仿真,并且能够获得混合腔内磨粒的运动状态[29]㊂该模型也被应用于喷嘴结构的数值分析中,可以得出锥直型喷嘴的长径比在2~3时可获得最佳的射流速度[30]㊂陈林等[26]基于多相流E u l e r 模型对几种典型的后混合磨料水射流喷嘴的内流场进行了数值模拟,当圆柱段长度为出口直径的23~37倍时,磨粒可获得最大速度㊂陆金刚等[31]采用V O F 模型对自由水射流流场进行了数值模拟,发现喷嘴出口处空气向喷嘴内部卷吸,一定程度上提高了其集束性,而射流上游的湍流动能大小及漩涡强度对射流的集束性影响显著㊂3 磨料液体射流工艺参数优化磨料液体射流加工的材料去除效率及表面粗糙度受许多工艺参数的影响,如图6和图7所示㊂分析和研究磨料液体射流加工工艺参数并进行优㊃8113㊃中国机械工程第26卷第22期2015年11月下半月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.化对充分发挥其抛光性能非常关键㊂李兆泽等[32]研究了射流抛光主要工艺参数对抛光效率和侵蚀形貌的影响:选取喷射角度90°,喷射距离15mm ,抛光液浓度4%,射流速度25m /s,工作时间5m i n ,对平面K 9玻璃进行抛光试验,其表面粗糙度约为2.25n m ,抛光速率可达到30n m /m i n㊂图6 影响材料去除的主要参数T s a i 等[33]对S K D 61进行了磨料液体射流抛光优化试验,获得使工件表面粗糙度达到最佳的加工条件为:粒径为1.6μm 左右的S i C 磨料和水的混合比例为1∶2㊁冲击角度为30°㊁射流压力为0.4M P a ㊁喷射距离为10mm ,其表面粗糙度从1.03μm 减小到0.13μm ㊂M i m u r a 等[43]将单晶4H ‐S i C 的表面抛光到表面粗糙度R M S 值为0.323n m ,表面晶体结构完整㊂Z h a n g 等[44]对K 9玻璃进行了磨料液体射流抛光,表面粗糙度R M S 值达到了0.935n m ㊂而W a n g 等[45]对石英玻璃进行加工,R M S 值达到0.123n m ㊂宋岳干等[46]对0C r 18N i 9S i 不锈钢进行抛光,使得表面粗糙度值从2.203μm 减小到1.195μm ㊂(1)磨粒动能㊂在磨料液体射流过程中磨粒速度越大,其动能也越大,对表面影响也越明显㊂图8所示为对硼酸玻璃进行磨料水射流抛光的试验结果,加工后的表面粗糙度随磨粒动能增大而增大[35]㊂(2)射流压力㊂一定范围内,压力越大,射流速度越高,磨粒能够获得的能量也越大,材料去除量就越大㊂玻璃和环氧树脂复合材料压层板磨料水射流加工试验证明了增大工作压力和磨料流量可以很好地改善加工性能,减小喷射距离和移动速率也能提高加工性能,而喷射角度对加工质量影响不大[34]㊂因此,增大射流过程的动能能够获得更好的表面质量㊂图7 表面粗糙度的研究状况㊃9113㊃磨料液体射流抛光技术研究进展陈逢军 苗想亮 唐 宇等Copyright ©博看网. All Rights Reserved.图8 表面粗糙度与磨粒动能的关系[35](3)磨料㊂对于硬度较高的工件表面,宜采用具有较大磨粒直径和较高浓度添加剂的磨料液;对于硬度较低的工件表面,宜采用磨粒直径较小和添加剂浓度较低的磨料液[37]㊂而增大磨粒硬度则能提高材料去除率和表面粗糙度[38]㊂(4)喷射角度㊂不同喷射角度对材料去除面形会产生影响㊂通过射流抛光喷射角度的仿真模拟分析得出,当射流与工作壁面垂直时,抛光区域整个面形呈W形状分布;随着冲击角度的减小,去除面形呈越来越明显的弯月形状分布[39]㊂喷射角度的大小对侵蚀速率也会产生一定的影响,使用射流速率为106m/s㊁粒径为50μm的A l2O3磨料对铝㊁铝合金㊁不锈钢进行加工,当喷射角度在20°~35°时侵蚀速率达到最高[40]㊂使用粒径为25μm的A l2O3磨粒在有机玻璃上进行微细磨料喷射加工,当喷射倾斜角度为55°时,喷嘴扫描方向工件表面的侵蚀速率影响较大[24]㊂(5)喷射距离㊂喷射距离对材料去除率具有显著影响㊂射流在初始阶段还未稳定,部分磨粒未参与剪切作用,去除量很小㊂当喷射距离达到一定尺寸时,磨料液体射流达到稳定状态,材料去除量增大至最大㊂随着工作距离进一步增大,磨料的动能降低,冲蚀能力下降,从而降低了材料的去除率㊂当喷射距离在8~10mm范围内时,去除效率最高,之后随着喷射距离的增大而减小[36]㊂(6)添加剂㊂添加剂可以较好地改变材料的去除效率㊂例如使用粒径为80μm左右的S i C对玻璃进行磨粒流体射流加工时,当研磨液中加入丙酮酸和磷酸可以使材料去除率大大提高,而加入高分子聚合物聚丙烯酰胺对材料的去除率影响更大[41]㊂Y a n等[42]使用粒径为5μm左右的S i C 磨料对S K D61进行水射流抛光,当使用不涂蜡磨料时表面粗糙度从0.36μm减小到0.054μm;而当使用涂蜡磨料时表面粗糙度减小到0.049μm㊂故使用添加剂可以提高抛光后的表面粗糙度㊂4 磨料液体射流抛光技术的发展趋势图9展示了磨料液体射流抛光技术在各个领域比较重要的研究进程㊂虽然在国内外该技术已获得了较多的研究成果,但还存在许多问题亟待解决㊂(1)材料去除机理的系统性理论研究㊂材料去除机理总体上可以分为微观去除机理和宏观去除机理㊂单个磨粒对材料去除作用的研究是目前微观加工机理的主要研究内容,而射流则表现为磨粒与流体共同对材料的复合作用,而目前并没有成熟的系统化理论㊂对宏观加工机理的研究,目前主要通过试验和仿真来完成,缺少系统的理论公式,很难用于指导磨料液体射流抛光技术的应用㊂因此,将磨料液体射流在宏观方面和微观方面去除机理通过统一化的理论表达出来将成为今后磨料液体射流抛光技术的一个重要研究方向㊂(2)材料去除模型㊂目前国内外已经有部分学者建立了各类磨料液体射流抛光的数学模型㊂但对于射流加工过程中存在的部分用数学模型难以准确描述的复杂现象研究较少,如射流流体中介质耦合㊁磨粒与流体相互作用㊁磨粒相互运动干涉㊁磨粒破碎及磨料对材料多次冲击等微观作用的模型建立与模拟㊂另外,关于射流的类别与结构形式㊁射流的速度及能量分布模型的研究也不多,需要进一步深入研究㊂而且目前建立的多数经验模型也包含了许多未知的参数,很难用于生产实践,对这些模型的进一步改进非常必要㊂(3)磨料液体射流控制方法㊂工艺过程控制策略与控制方法也是磨料液体射流加工的重要研究内容㊂例如将低压或者负压替代高压射流㊁多种磨粒共同作用,低温或高温环境下射流抛光㊁特殊光照射下的特殊材料射流抛光,等等㊂智能化的加工设备和控制系统可以降低对人工操作的依赖性㊁提高加工效率和系统稳定性㊂所以,需要根据不同工艺过程研究出加工设备和系统的不同控制方法㊂另外,应建立磨料液体射流加工的工艺数据库,以在不同条件下实现磨料液体射流加工的控制㊂(4)工艺参数优化的研究㊂对磨料液体射流加工工艺的优化是目前国内外学者研究得最广泛㊁最直接的内容之一㊂由于磨料液体射流抛光的基础与应用的研究还处于初步发展阶段,故对其工艺参数进行深入准确的研究非常必要㊂同时,磨料液体射流周围环境如温度㊁气压等对加工㊃0213㊃中国机械工程第26卷第22期2015年11月下半月Copyright©博看网. All Rights Reserved.图9 磨料流体射流抛光发展历程的影响研究很小,而该技术应用于精密超精密加工时,必须考虑这些影响因素㊂另外,复合加工工艺也是现在的研究热点,目前对于磨料液体射流抛光与其他加工工艺的复合工艺研究较少,可以尝试与精密磨削㊁车削㊁铣削㊁其他研抛等工艺的复合,以获得更优的抛光效果与效率㊂(5)磨料液体射流抛光技术应用领域的扩展㊂由于磨料液体射流抛光技术尚待完善,且加工成本较高,故目前只是应用在部分科技领域,在高科技军事方面应用较少㊂随着新材料㊁新结构㊁新要求的产品制造技术不断涌现,部分传统制造技术无法满足要求时,磨料液体射流抛光技术能够凭借其独特的优势发挥其作用㊂此外,磨料液体射流技术在微型零件的应用领域可以进一步扩展,尤其是微型光学非球面元件的制造领域㊂参考文献:[1] 邵飞,刘洪军,马颖,等.磨料水射流抛光技术及其发展[J ].表面技术,2007,36(3):64‐66.S h a o F e i ,L i u H o n g j u n ,M a Y i n g ,e ta l .P o l i s h i n g T e c h n i q u e s a n dD e v e l o pm e n t o fA b r a s i v e W a t e r J e t [J ].S u r f a c eT e c h n o l o g y ,2007,36(3):64‐66.[2] 马占龙,刘健,王君林.射流抛光材料去除机理及影响因素分析[J ].应用光学,2011,32(6):1206‐1211.M aZ h a n l o n g ,L i uJ i a n ,W a n g J u n l i n .M a t e r i a lR e -m o v a lM e c h a n i s ma n dI n f l u e n c eF a c t o ro fF l u i dJ e tP o l i s h i n g [J ].J o u r n a lo f A p p l i e d O p t i c s ,2011,32(6):1206‐1211.[3] 张玲花.射流抛光用于纳米深度修形[J ].光机电信息,2011,28(3):1‐5.Z h a n g L i n g h u a .J e tP o l i s h i n g fo rN a n o ‐m o d i f i c a t i o n [J ].OM EI n f o r m a t i o n ,2011,28(3):1‐5.[4] 方慧,郭培基,余景池.液体喷射抛光材料去除机理的研究[J ].光学技术,2004,30(2):248‐250.F a n g H u i ,G u oP e i j i ,Y uJ i n g c h i .R e s e a r c ho n M a t e -r i a lR e m o v a lM e c h a n i s mo fF l u i dJ e tP o l i s h i n g [J ].O p t i c a lT e c h n i q u e ,2004,30(2):248‐250.[5] S o n g X i a o z o n g ,Z h a n g Y o n g ,Z h a n g F e i h u .S t u d y on R e m o v a l M e c h a n i s m o f N a n o pa r t i c l e C o l l o i d J e t M a c h i n i n g[J ].A d v a n c e d M a t e r i a l sR e s e a r c h ,2008,53/54:363‐368.[6] 刘增文,黄传真,朱洪涛.高压磨料水射流加工中材料去除机理研究[J ].金刚石与磨料磨具工程,2010,30(4):21‐29.L i u Z e n g w e n ,H u a n g C h u a n z h e n ,Z h u H o n g t a o .M e c h a n i s m o f M a t e r i a lR e m o v a lb y H i ghP r e s s u r e A b r a s i v eW a t e r j e t [J ].D i a m o n d &A b r a s i v e sE n g i -n e e r i n g,2010,30(4):21‐29.[7] 施春燕,袁家虎,伍凡,等.射流抛光误差分析与材料去除稳定性研究[J ].光学学报,2011,31(1):170‐174.S h i C h u n y a n ,Y u a n J i a h u ,W uF a n ,e t a l .R e s e a r c ho f E r r o r sA n a l y s i sa n d M a t e r i a lR e m o v a lS t a b i l i t y in F l u i d J e tP o l i s h i n g [J ].A c t aO p t i c aS i n i c a ,2011,31(1):170‐174.[8] 施春燕,袁家虎,伍凡,等.射流抛光喷嘴的设计[J ].光电工程,2008,35(12):131‐135.S h i C h u n y a n ,Y u a nJ i a h u ,W uF a n ,e t a l .N o z z l eD e -s i g no f F l u i d J e t P o l i s h i n g [J ].O p t o ‐e l e c t r o n i cE n g i -n e e r i n g ,2008,35(12):131‐135.[9] B a r l e t t a M ,G u a r i n oS ,R u b i n oG ,e t a l .P r o gr e s s i n F l u i d i z e dB e dA s s i s t e dA b r a s i v e J e tM a c h i n i n g (F B ‐A J M ):I n t e r n a lP o l i s h i n g ofA l u m i n i u m T u b e s [J ].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o fM a c h i n eT o o l s&M a n u f a c -t u r e ,2007,47(3/4):483‐495.[10] 徐州浩通水射流科技有限公司.一种前混合磨料㊃1213㊃磨料液体射流抛光技术研究进展陈逢军 苗想亮 唐 宇等Copyright ©博看网. 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机器人自动化抛光系统关键技术的研究的开题报告一、选题背景随着制造业的快速发展，机器人技术在制造业中的应用越来越广泛，自动化抛光系统是其中之一。

传统的抛光方法大多采用人工抛光，效率低，质量难以保证，而自动化抛光系统采用机器人实现抛光的过程，不仅可以提高抛光的效率，而且可以保证抛光的一致性和质量。

二、研究目的本研究旨在探究机器人自动化抛光系统的关键技术，探索如何利用机器人技术快速、准确地完成抛光过程，并提高相应的生产效率。

三、研究内容1.机器人自动化抛光系统的技术基础，包括机器人工作原理、控制技术、传感技术等；2.机器人自动化抛光系统的工艺流程分析，包括抛光前处理、抛光过程、抛光后处理等；3.机器人自动化抛光系统的关键技术研究，包括机器人路径规划、抛光力控制、抛光轮模型设计等；4.机器人自动化抛光系统的实验验证，包括设计抛光实验、记录实验数据、分析实验结果等；5.机器人自动化抛光系统的应用展望，包括机器人自动化抛光系统在制造业中的应用前景、发展趋势等。

四、研究方法本研究采用文献资料法、实验法、仿真模拟法等多种研究方法。

先通过文献查阅和调研来了解机器人自动化抛光系统的基础知识和关键技术，然后通过实验验证和仿真模拟来探索机器人自动化抛光系统的优化方案和应用前景。

五、研究意义机器人自动化抛光系统是制造业自动化生产的重要组成部分，可以提高制造业的生产效率和生产质量。

本研究将探究机器人自动化抛光系统的关键技术，为提高制造业的自动化水平和技术水平做出贡献。

六、预期成果本研究的预期成果有：1.建立机器人自动化抛光系统的技术框架；2.研究机器人路径规划、抛光力控制、抛光轮模型等关键技术；3.设计抛光实验并记录实验数据；4.通过实验验证和仿真模拟来验证机器人自动化抛光系统的优化方案；5.总结机器人自动化抛光系统的应用前景和发展趋势。

七、研究难点1.机器人自动化抛光系统的抛光力控制技术研究；2.机器人自动化抛光系统的抛光轮模型设计难题；3.机器人自动化抛光系统的实验验证和仿真模拟工作量大。

基于环形磁流变抛光技术的超光滑抛光研究的开题
报告
标题：基于环形磁流变抛光技术的超光滑抛光研究
研究背景
随着现代科技的不断发展，光学元件的制造精度要求也越来越高。

超光滑表面的制造成为现代光学制造领域的重要研究方向之一。

传统的光学加工方法存在一定的缺陷，如在加工细节和边缘处容易出现过度磨损、表面形状不精确等问题。

因此，寻找新的超光滑表面加工方法，具有实际意义和社会价值。

研究内容和方法
本研究选用环形磁流变抛光技术作为研究手段，通过调节磁场力度和旋转速度等因素，对样品进行加工，研究环形磁流变抛光技术在制造超光滑表面方面的效果。

同时，根据样品的材料、制造工艺等因素，优化参数设置，以达到最佳的加工效果。

研究意义
本研究将为超光滑表面的制造提供一种新的加工方法，对光学制造领域具有重要意义。

同时，研究过程中的优化算法将为相关研究提供一定的参考价值，有望推动光学制造领域的技术进步。

研究计划
第一阶段（1-3个月）：文献综述，熟悉环形磁流变抛光技术的相关研究进展及仪器设备的具体操作方法。

第二阶段（4-6个月）：设计实验样品及制备流程，优化参数设置，开展环形磁流变抛光技术的加工实验。

第三阶段（7-9个月）：分析实验数据，优化算法及参数设置，提高加工效果，探究环形磁流变抛光技术的材料适用性及加工精度。

第四阶段（10-12个月）：总结分析，撰写论文，进一步探究环形磁流变抛光技术的发展前景及其在光学制造领域中的应用。