氣-液-固三相磨粒流光整加工工藝優(yōu)化及控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、在現(xiàn)代光學(xué)應(yīng)用、電子信息等高科技領(lǐng)域，大量大平面型精密光學(xué)零件和功能晶體材料常常需要進(jìn)行超光滑表面加工。由于工藝要求高，目前仍缺乏一種高效、清潔、高良品率的自動(dòng)化加工方案。
　　針對大平面工件超精密加工的現(xiàn)狀，提出了氣-液-固三相磨粒流光整加工方法。利用氣泡在潰滅時(shí)釋放的能量，加速驅(qū)動(dòng)磨粒運(yùn)動(dòng)，有效提升了拋光效率?；趯υ摲椒ǖ墓に囘M(jìn)行了深入研究，本文的主要工作如下：
　?。?）以大平面工件表面的精密加工制造難題為背景，對國

2、內(nèi)外已有加工方法進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)研，指出了流體加工方法的優(yōu)勢與不足。結(jié)合結(jié)構(gòu)化流道中的液-固兩相流拋光方法和氣泡潰滅理論，介紹了氣-液-固三相磨粒流光整加工方法的原理、結(jié)構(gòu)及加工工藝參數(shù)。
　?。?）分析了氣-液-固三相磨粒流加工過程中溫度升高對光整加工的負(fù)面影響，提出了自適應(yīng)改變?nèi)肟诹魉俚男鹿に??；谇捌诹黧w光整加工的研究成果，建立了相關(guān)數(shù)學(xué)模型，通過數(shù)值分析得出不同溫度下對應(yīng)最優(yōu)入口流速值，作為控制系統(tǒng)的調(diào)速依據(jù)。
　　（

3、3）為了對流速進(jìn)行精確控制，設(shè)計(jì)并優(yōu)化了模糊PID控制系統(tǒng)。通過對基于該算法的控制系統(tǒng)的仿真表明其具備良好性能，最后在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中驗(yàn)證了該調(diào)速控制系統(tǒng)對流速的輸出數(shù)據(jù)離散點(diǎn)相比理論溫度速度最優(yōu)曲線具有較高的擬合度。
　?。?）基于理論研究基礎(chǔ)，本文對氣-液-固三相磨粒流光整加工進(jìn)行了系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：相比于未引入微納米氣泡加工效率提高了一倍左右；在增加了調(diào)速系統(tǒng)的加工工藝下，對比無調(diào)速系統(tǒng)的加工工藝，同等條件下的工件的輪