作者单位
摘要
中国工程物理研究院机械制造工艺研究所,四川绵阳621900
磁流变抛光是实现锥镜低表面损伤、面形误差高效抑制的重要工艺,然而锥面磁流变抛光去除函数畸变严重、畸变规律复杂,而现有方法难以直接有效建立其去除函数模型,导致面形收敛效率低下。本文分析了锥面曲率效应对磁流变抛光去除函数畸变的影响机制,研究去除函数的基准化特征参数关于平均曲率的解析规律,建立了由平面到锥面的磁流变抛光去除函数演绎方法。该方法将锥面去除函数的长宽、体去除率、峰去除率演变规律综合纳入到演绎之中,更全面地反映了锥面曲率效应下的磁流变抛光去除函数的畸变特性,同时避免了理化特性参数测量以及复杂方程和非线性问题的求解,为实际工况下锥面去除函数演绎提供一种有效、低成本方法。重复性采斑实验结果显示锥面去除函数特征参数的演绎误差为3.20%~12.02%,证明了该演绎方法具有较强的适用性。
锥面镜 磁流变抛光 去除函数演绎方法 特征参数 平均曲率 conical mirror magnetorheological finishing removal function deduction scheme characteristic parameters mean curvature 
光学 精密工程
2023, 31(16): 2383
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所, 四川绵阳621900
传统的磁流变抛光工艺采用抛光缎带的固定位置对工件进行法向加工,由于机床转轴的行程限制,工件陡度较高区域不可达,当前基于等效磁场原理的变切触点抛光方法存在着等效磁场实现成本高,没有充分发挥机械轴与虚拟轴相结合的抛光能力等问题。本文针对这些问题提出了一种用于加工高陡度曲面元件的方法,分析了保证去除函数稳定的磁场特点,通过磁场测量实验验证了磁场的稳定范围,通过采斑实验确定了去除函数稳定的虚拟轴范围为±12°,提出了将虚拟轴与机械轴复合使用的加工方法,并基于刚体变换实现了该加工方法下的坐标解算。最后,通过增加倾角的球面件抛光实验,将球面元件95%口径的PV值收敛为0.096λ,RMS值收敛为0.012λ,实验结果表明虚拟轴和机械轴复合抛光方法具有针对高陡度曲面的修形能力。
磁流变抛光 变切触点 机械轴 虚拟轴 高陡度曲面 magnetorheological finishing variable normal-contact virtual axis mechanical axis high-gradient surface 
光学 精密工程
2021, 29(2): 286
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所, 四川 绵阳 621900
为解决磁流变抛光中回转对称非球面工件的高效率精确自定位问题, 提出了基于迭代最近点的改进两级定位方法。根据磁流变抛光特性和恒浸深控制要求, 确定了磁流变抛光工件非调平自定位原理。针对经典迭代最近点算法应用于回转对称非球面工件定位存在解不唯一及计算效率低的问题, 构建初始迭代矩阵实现了位姿唯一的指定性匹配, 并提出了空间垂直映射方法, 减小匹配点云的规模, 提高了计算效率。以此为基础, 提出了改进后的两级迭代最近点精确定位方法。最后, 以Φ100 mm凹形抛物面熔石英工件为对象进行了抛光实验。实验结果表明: 改进两级精确定位方法满足磁流变抛光的定位要求, 定位精度在多次实验中均优于9 μm, 平均定位时间为7.3 min, 在保证定位精度的同时提高了工件的定位效率。
磁流变抛光 回转对称非球面 迭代最近点 指定性匹配 垂直映射 magnetorheological polishing rotary symmetrical aspheric workpiece Iterative Closest Point(ICP) specified match vertical mapping 
光学 精密工程
2020, 28(3): 610
作者单位
摘要
1 遵义师范学院 工学院, 贵州 遵义 563006
2 国防科技大学 智能科学学院, 长沙 410073
3 中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所, 四川 绵阳 621900
4 中国工程物理研究院 超精密加工技术重点实验室, 成都 610200
随着特种超精密加工技术的发展, 复杂流体被越来越多地用于超精密加工工艺中。超精密加工流场分析具有几何特征复杂、流体本构特性多样、流体边界为自有边界等特点, 传统流体数值分析方法难以实现可靠分析。从流体的一般特性出发, 将D. G. Christopherson提出的非负二阶偏微分系统的超松弛迭代方法用于超精密加工流场分析, 建立了适应性与可靠性兼顾的流场分析方法。以磁流变抛光为例, 开展了抛光区域压力场数值计算, 结果表明所得压力分布形态正确, 且分布从x轴正半轴延伸到负半轴, 与郑立功等人的实验测定结果一致。另外, 基于Kistler力传感器对磁流变抛光过程的法向压力在0.1~0.3 mm浸深段进行了在位测量, 发现计算与实验结果偏差均小于20%。表明了该方法的有效性与准确性。
超精密加工 流场分析 Christopherson迭代 磁流变抛光 超松弛迭代方法 ultra-precision machining fluid field analysis Christopherson iteration magnetorheological finishing super-relaxation iterative method 
强激光与粒子束
2019, 31(6): 062002

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