高博 1,2,3,4王佳 1,2,3,*范斌 1,2,3张帅 1,2,3,4
1 光场调控科学技术全国重点实验室,成都 610209
2 2. 中国科学院先进光学研制中心,成都 610209
3 3.中国科学院光电技术研究所,成都 610209
4 中国科学院大学,北京 100049
为实现光学元件磁流变高精度加工,基于脉冲迭代原理,提出基于粒子群算法的驻留时间优化方法。该方法在脉冲迭代法的基础上引入粒子群算法对整体面型残差进行优化,通过对整体驻留时间的判定,从而实现每个驻留时间点的最优选择,达到高精度面形加工。通过对Φ156 mm光学表面仿真加工,均方根(RMS)值和峰谷(PV)值从初始的169.164和1 161.69 nm收敛到23.492 5和807.215 6 nm。仿真结果表明,该算法能在保证面形收敛精度的同时快速获得稳定可靠的驻留时间分布,能有效降低中频误差,其算法性能优于常用的脉冲迭代法。该算法为磁流变抛光光学元件过程中的驻留时间计算提供了一种解决方案。
光学加工 磁流变抛光 驻留时间 中频误差 optical manufacturing magnetorheological finishing dwell time mid-spatial error
光学 精密工程
2023, 31(16): 2383
1 西南科技大学 制造过程测试技术教育部重点实验室,四川绵阳6200
2 中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所,四川绵阳61900
为了研究磁流变抛光液中磨粒团聚对光学玻璃元件的磨损性能,利用环境可控的直线往复式摩擦磨损试验机,以不锈钢球为对磨副,以熔石英为基底,系统地研究了磁流变抛光液中纳米金刚石磨粒团聚程度对熔石英摩擦磨损性能的影响,并利用光学显微镜、白光干涉仪等设备分析熔石英的磨损机制,最后将摩擦学实验结果与实际磁流变抛光结果进行对比。实验结果表明:纳米金刚石磨粒团聚程度越大,熔石英表面的材料去除率越大,磨损区域亚表面损伤情况越严重。当载荷为0.5 N时,熔石英在团聚磨粒作用下的磨损主要以黏着磨损为主,伴随着轻微的磨粒磨损,同时熔石英的亚表面无明显损伤;当载荷从0.5 N增加到4 N时,熔石英的磨损形式以磨粒磨损为主,熔石英的表面和亚表面出现大量损伤。采用相同磨粒团聚程度的抛光液进行熔石英磨损与磁流变抛光实验发现,熔石英在磁流变抛光过程中的材料去除率与磨损实验的材料去除率变化趋势保持一致,表明借助摩擦磨损实验在一定程度上可以预测实际磁流变抛光中的材料去除率。
磁流变抛光 磨粒团聚 纳米金刚石 熔石英 磨损性能 magnetorheological finishing abrasive agglomeration nanodiamond fused silica wear properties
红外与激光工程
2022, 51(9): 20220531
1 浙江科技学院 机械与能源工程学院,浙江杭州30023
2 台州学院 航空工程学院,浙江台州318000
为解决现有医用钛合金接骨螺钉结构复杂、尺寸不一、表面毛刺较多等抛光难点,提出了一种新的抛光方法——滚筒式超声-磁流变复合抛光,并自主设计了滚筒式超声-磁流变复合抛光装置。该装置采用三磁极励磁结构的电磁铁励磁方式,通过理论计算与Maxwell仿真分析确定该励磁装置结构尺寸与线圈参数。搭建滚筒式超声-磁流变复合抛光实验平台,开展励磁电流单因素抛光实验,对抛光装置中磁流变液磁感应强度进行测试,并与仿真结果进行对比。当电磁铁励磁装置N极宽度为35 mm,线圈匝数为1 080匝,线径为1.25 mm时,可通入线圈的最大电流为5 A,抛光区域可形成良好的磁路特征,磁场分布可形成磁流变抛光区与磨粒更新区,磁流变抛光区磁感应强度最高可达0.57 T。滚筒内抛光区域磁流变液磁感应强度的测试值小于仿真值。抛光前后工件表面粗糙度变化率随励磁电流的增大先升高后降低,当电流为4 A时,表面粗糙度由1.39 μm降至0.435 μm,此时表面粗糙度变化率取得最大值68.7%。三磁极励磁结构的电磁铁励磁装置磁感应强度能够满足磁流变液在抛光时对磁场的要求,有效抛光区域较大。
磁流变抛光 励磁装置 超声振动 接骨螺钉 有限元 magnetorheological finishing excitation device ultrasonic vibration medical bone screws finite element analysis 光学 精密工程
2022, 30(18): 2219
强激光与粒子束
2022, 34(8): 082002
红外与激光工程
2022, 51(3): 20210443
强激光与粒子束
2021, 33(10): 101003