基于EWOA-LSSVR的机器人磨抛接触力预测模型

1

作者 张诗涵 魏锦辉 +3 位作者 王阳 朱光 李论 刘殿海 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第4期551-560,共10页

为确定航空发动机叶片机器人磨抛过程中材料去除深度与工艺参数之间的关系,获得加工所需的工艺参数,实现叶片表面材料的定点定量去除,建立叶片机器人磨抛加工系统,将各工艺参数考虑在内进行多组正交实验;利用实验数据建立基于最小二乘... 为确定航空发动机叶片机器人磨抛过程中材料去除深度与工艺参数之间的关系,获得加工所需的工艺参数,实现叶片表面材料的定点定量去除,建立叶片机器人磨抛加工系统,将各工艺参数考虑在内进行多组正交实验;利用实验数据建立基于最小二乘支持向量回归机(least squares support vector regression,LSSVR)模型,利用增强型鲸鱼优化算法(enhanced whale optimization algorithm,EWOA)提高算法精度、寻优能力和避免陷入局部最优并对LSSVR的超参数进行优化;对比标准鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)和粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法预测模型的结果,并利用模型预测的工艺参数进行实验验证。结果表明:EWOA-LSSVR预测模型的决定系数R为96.031%,平均绝对误差RMAE为0.012128 mm,相较于WOA-LSSVR和PSO-LSSVR模型具有更好的拟合度;且验证实验结果证明EWOA-LSSVR预测模型具有较好的预测准确性,并可为叶片表面材料的定点定量去除提供可靠依据。 展开更多

关键词 机器人砂带磨抛 工艺参数 机器学习 最小二乘支持向量回归机 增强型鲸鱼优化算法

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光学元件高效超精密磨抛加工装备研究进展

2

作者 彭云峰 贺湘波 +7 位作者 吴东旭 黄林斌 黄沛知 石坚 李保震 庄朝锋 李俊杰 余亚滨 《机床与液压》 北大核心 2025年第13期11-22,共12页

在大型光学工程的牵引和驱动下,国内外在光学元件超精密加工领域取得了重大进展,现已能加工出高精度、低损伤的光学元件。而高精度和高稳定性的超精密机床是获得高性能光学元件的关键装备保障。与国外相比,我国的超精密机床装备水平仍... 在大型光学工程的牵引和驱动下,国内外在光学元件超精密加工领域取得了重大进展,现已能加工出高精度、低损伤的光学元件。而高精度和高稳定性的超精密机床是获得高性能光学元件的关键装备保障。与国外相比,我国的超精密机床装备水平仍存在较大差距,并且西方国家对我国实施严格封锁和禁运,这已成为制约我国高性能光学元件大批量制造的重要因素。聚焦“高效磨削+确定性抛光”这一主流技术路线,系统总结国内外在光学磨床和气囊抛光两大核心装备的研究进展、技术突破及其产业化应用情况。重点分析实现高精度、高稳定性加工所依赖的关键单元技术。结果表明:我国在高端超精密光学磨床的产业化应用方面仍缺乏配套的关键单元部件。因此,加速国产关键单元技术的突破及整机集成,是实现我国光学元件超精密加工装备自主化与高端化的必由之路。未来,光学元件超精密加工装备将朝着多工序复合化和智能化等方向发展。 展开更多

关键词 光学元件 超精密加工 磨削装备 气囊进动抛光装备

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铌酸锂晶体超精密加工技术研究进展 被引量：1

3

作者 田业冰 魏成伟 +1 位作者 宋晓梅 钱乘 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2024年第6期695-724,F0003,共31页

铌酸锂(LiNbO_(3))晶体光电特性优异,是制造光学调制器、频率倍增器、滤波器等光电子器件的首选材料,在5G无线通信、微纳/集成光子学和人工智能等前沿领域具有巨大应用价值。然而,铌酸锂晶体硬度低、脆性大、各向异性强,大尺寸高品质晶... 铌酸锂(LiNbO_(3))晶体光电特性优异,是制造光学调制器、频率倍增器、滤波器等光电子器件的首选材料,在5G无线通信、微纳/集成光子学和人工智能等前沿领域具有巨大应用价值。然而,铌酸锂晶体硬度低、脆性大、各向异性强,大尺寸高品质晶体的制备方法及其高效高质低/无损伤的超精密加工技术是实现铌酸锂晶体器件广泛应用的重要瓶颈。本文主要介绍超精密加工铌酸锂晶体过程中表面/亚表面损伤的产生机理与演变规律,以及减薄、研磨、抛光、超构表面制备等方面的研究进展。分析铌酸锂加工过程中易出现划痕、裂纹和磨料嵌入的原因,以及目前常用铌酸锂晶体超精密加工方法的特点及局限性,提出未来实现大尺寸铌酸锂高效率高表面质量加工的新技术。研究表明:离子切片和磨削能有效实现铌酸锂晶体减薄,研磨和化学机械抛光是常用的铌酸锂晶体表面超精密加工技术,刻蚀、激光烧蚀、聚焦离子束等技术是制备高质量铌酸锂超构表面的微纳加工技术。同时,高剪低压磨削、磁性剪切增稠抛光等新技术在实现铌酸锂晶体表面高效高质加工方面具有极大潜力,但铌酸锂晶体材料去除机理、弹-塑-脆加工临界条件和表面质量控制等问题还亟待系统研究。 展开更多

关键词 铌酸锂 超精密加工 表面/亚表面损伤 高剪低压磨削 化学机械抛光 磁性剪切增稠抛光

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KDP晶体超声辅助磨削的亚表面损伤研究 被引量：14

4

作者 王强国 高航 +3 位作者 裴志坚 鲁春朋 王碧玲 滕晓辑 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期67-71,共5页

通过采用角度抛光和逐层抛光法以及择优化学腐蚀,对基于超声辅助磨削的KDP晶体试件进行亚表面损伤形式观察以及损伤深度检测,以便为后续加工提供指导。损伤检测实验表明:在超声辅助磨削工艺条件下,亚表面损伤以与磨粒运动方向平行的中... 通过采用角度抛光和逐层抛光法以及择优化学腐蚀,对基于超声辅助磨削的KDP晶体试件进行亚表面损伤形式观察以及损伤深度检测,以便为后续加工提供指导。损伤检测实验表明:在超声辅助磨削工艺条件下,亚表面损伤以与磨粒运动方向平行的中位裂纹为主,且裂纹间距具有一定的规律性;亚表面损伤深度为19～48μm,磨头形状(有无倒角)较之磨头磨粒粒度对亚表面损伤深度具有更大的影响,使用有倒角的磨头可得最小亚表面损伤。 展开更多

关键词 KDP晶体 磨削 超声辅助加工 亚表面损伤 角度抛光

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砂轮约束磨粒喷射精密光整加工材料去除机理研究 被引量：15

5

作者 李长河 蔡光起 +2 位作者 李琦 修世超 刘枫 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第23期2116-2120,共5页

基于磨粒特征尺寸与砂轮、工件间液膜厚度比值的变化,研究了砂轮约束磨粒喷射精密光整加工材料去除机理。分析了在两体加工及三体加工模式条件下,单颗磨粒运动特点以及磨粒由两体研磨加工向三体抛光加工转变的临界条件。实验证明,砂轮... 基于磨粒特征尺寸与砂轮、工件间液膜厚度比值的变化,研究了砂轮约束磨粒喷射精密光整加工材料去除机理。分析了在两体加工及三体加工模式条件下,单颗磨粒运动特点以及磨粒由两体研磨加工向三体抛光加工转变的临界条件。实验证明,砂轮约束磨粒喷射光整加工中,随着加工循环的增加,工件表面微观形貌变化规律与理论分析相同,实验结果和理论分析吻合很好。 展开更多

关键词 砂轮约束 游离磨粒 材料去除机理 两体研磨加工 三体抛光加工 磨粒喷射加工

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磁流变即效微细砂轮精细加工研究 被引量：8

6

作者 余娟 阎秋生 路家斌 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2007年第1期74-77,共4页

在对磁流变液特性分析的基础上,提出了基于磁流变效应即效微细砂轮研抛的新工艺方法。磁流变液与金刚石微粉磨料均匀混合形成的抛光液,在外加磁场作用下形成粘弹性的准固体磨粒球团构成的微细砂轮,以普通玻璃为工件材料,基础试验证明本... 在对磁流变液特性分析的基础上,提出了基于磁流变效应即效微细砂轮研抛的新工艺方法。磁流变液与金刚石微粉磨料均匀混合形成的抛光液,在外加磁场作用下形成粘弹性的准固体磨粒球团构成的微细砂轮,以普通玻璃为工件材料,基础试验证明本加工方法在加工玻璃材料时可行和有效。试验结果表明,磁流变即效微细砂轮在加工玻璃过程中加工表面呈现塑性去除特征,加工工具无进给时加工痕迹表面有中间突边缘圆环凹陷的形状,工具尖端与加工表面越接近其材料去除率越高。 展开更多

关键词 磁流变效应 微细砂轮 精细加工 抛光

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大口径光学元件的精密磨抛与检测装备开发及应用 被引量：8

7

作者 郭隐彪 彭云峰 +3 位作者 王振忠 毕果 杨炜 杨平 《航空制造技术》 2018年第6期26-35,共10页

大口径光学元件超精密加工是一个复杂的系统性工程,涉及精密机床、数控、加工技术与工艺、精密检测和补偿控制等机电控各领域的专业知识,其发展与一个国家的高端制造技术及装备发展能力息息相关,也是一个国家综合国力的集中体现。主要... 大口径光学元件超精密加工是一个复杂的系统性工程,涉及精密机床、数控、加工技术与工艺、精密检测和补偿控制等机电控各领域的专业知识,其发展与一个国家的高端制造技术及装备发展能力息息相关,也是一个国家综合国力的集中体现。主要介绍了厦门大学微纳米加工与检测联合实验室在大口径光学元件超精密加工技术及装备方面取得的研究进展,针对大口径光学元件磨削和抛光两个加工流程及其配套的精密检测技术,详细阐述了磨削装备及单元技术、可控气囊抛光机床及相关单元技术、精密检测装备及相关单元技术等的研究应用情况。这些技术研究从超精密加工的需求出发,借鉴国内外的研究经验和成果,通过对装备、工艺、检测等各方面整合,形成了具有自主知识产权的集磨削、抛光和检测装备及工艺技术的大口径光学元件超精密加工体系,这些技术与装备确保了大口径光学元件的高质量超精密加工。 展开更多

关键词 大口径光学元件 超精密加工 磨削加工装备 气囊抛光 精密检测 磨床

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一种新型平面研磨机的研制与实验 被引量：7

8

作者 沙琳 王永良 张登霞 《机械设计》 CSCD 北大核心 2007年第1期57-60,共4页

根据研磨最佳运动学条件,结合现有研磨机,研制了新型行星轮式恒速率变向平面研磨机。研磨机具有被研磨表面各点研磨轨迹相同、速度相同,研磨运动方向恒速率变向的运动特性。利用研磨实验机进行了大量研磨实验,取得了很好的研磨效果,研... 根据研磨最佳运动学条件,结合现有研磨机,研制了新型行星轮式恒速率变向平面研磨机。研磨机具有被研磨表面各点研磨轨迹相同、速度相同,研磨运动方向恒速率变向的运动特性。利用研磨实验机进行了大量研磨实验,取得了很好的研磨效果,研磨表面Ra可至纳米级。 展开更多

关键词 恒速率变向 平面研磨 研磨机

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多转速抛光机创新设计及振动实验研究 被引量：5

9

作者 邵俊鹏 徐斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期110-114,150,共6页

为了提高瓷砖抛光机的效率,提出一种多转速抛光机。分析了多转速抛光机结构和原理,设计了磨头变速机构。以新多转速抛光机磨头为研究对象,建立磨头动力学模型。得出Z方向的振动大于X、Y方向的振动,并通过实验得到验证。通过实验确定了... 为了提高瓷砖抛光机的效率,提出一种多转速抛光机。分析了多转速抛光机结构和原理,设计了磨头变速机构。以新多转速抛光机磨头为研究对象,建立磨头动力学模型。得出Z方向的振动大于X、Y方向的振动,并通过实验得到验证。通过实验确定了多转速抛光机粗磨磨头转速为570 r/min、压力为2.6～3.2 MPa,精磨磨头转速为475r/min、压力为2.6 MPa,抛光磨头转速为570 r/min、压力为3.2 MPa。 展开更多

关键词 抛光机 多转速 磨头 振动加速度

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砂轮磨削振动对工件表面形貌特征的影响研究 被引量：11

10

作者 毕果 郭隐彪 郑茂江 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2013年第8期1118-1123,共6页

砂轮振动将会使得光学元件表面产生周期性波动,从而降低后续抛光工序的加工效率,增加光学元件表面的中频误差成分,影响光学元件的使用性能。本文针对平行磨削方式,研究了砂轮周期性强迫振动下的工件表面形貌特征,分析了砂轮与工件表面... 砂轮振动将会使得光学元件表面产生周期性波动,从而降低后续抛光工序的加工效率,增加光学元件表面的中频误差成分,影响光学元件的使用性能。本文针对平行磨削方式,研究了砂轮周期性强迫振动下的工件表面形貌特征,分析了砂轮与工件表面的干涉现象,以及加工参数对加工表面波纹度特征的影响。研究结果表明:加工参数满足一定的条件下,工件表面振纹小于砂轮本身振动振幅,通过合理选择加工参数有利于改善工件表面波纹度,提高加工表面质量。 展开更多

关键词 砂轮振动 平行磨削 表面形貌特征

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抛光机磨头磨块座振动问题求解及实验 被引量：2

11

作者 徐斌 邵俊鹏 刘嘉 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期179-184,共6页

为了研究磨块座的振动频率对瓷砖碎裂和磨削效率的影响,以摆动式抛光磨头磨块座为研究对象,将其简化为悬臂梁模型。利用有限差分方程得出磨块座的横向自由振动频率,并通过李却德孙外推法修正K值。通过实例计算得出磨块座的自由振动频率... 为了研究磨块座的振动频率对瓷砖碎裂和磨削效率的影响,以摆动式抛光磨头磨块座为研究对象,将其简化为悬臂梁模型。利用有限差分方程得出磨块座的横向自由振动频率,并通过李却德孙外推法修正K值。通过实例计算得出磨块座的自由振动频率为5.68Hz。通过实验得出主轴频率与磨块座频率共振是碎砖的主因。主轴频率控制在8.7Hz可以保证高磨削效率和低碎砖率。 展开更多

关键词 抛光机 磨头 磨块座 振动频率

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冲击-切削联合破碎瓷砖机理与建模 被引量：3

12

作者 邵俊鹏 徐斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期32-37,共6页

为了研究磨头磨粒的破碎瓷砖机理,分析抛光机的结构和运行原理,提出磨粒在冲击与切削联合作用下破碎瓷砖,并分析其机理。建立磨粒冲击破碎瓷砖和切削破碎瓷砖的模型,综合理论分析得出:磨头转速、磨头压力、磨粒粒度号是影响瓷砖破碎的... 为了研究磨头磨粒的破碎瓷砖机理,分析抛光机的结构和运行原理,提出磨粒在冲击与切削联合作用下破碎瓷砖,并分析其机理。建立磨粒冲击破碎瓷砖和切削破碎瓷砖的模型,综合理论分析得出:磨头转速、磨头压力、磨粒粒度号是影响瓷砖破碎的主要因素。多磨块磨头可以提高瓷砖的磨削深度。 展开更多

关键词 抛光机 磨头 冲击-切削 瓷砖

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不锈钢表面的电化学机械复合抛光 被引量：3

13

作者 李风 陈海燕 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期11-13,共3页

不锈钢板在生产和装饰材料中得到越来越多的应用,其表面粗糙度对产品质量有着重要影响。研究了不锈钢板的高效电化学机械抛光,介绍了一台由立式铣床改装的电化学机械复合抛光装置,讨论加工电压、磨轮压力与加工效率的关系以及加工电压... 不锈钢板在生产和装饰材料中得到越来越多的应用,其表面粗糙度对产品质量有着重要影响。研究了不锈钢板的高效电化学机械抛光,介绍了一台由立式铣床改装的电化学机械复合抛光装置,讨论加工电压、磨轮压力与加工效率的关系以及加工电压对表面粗糙度的影响。研究结果表明,电化学机械复合加工可以得到更高的加工效率和更好的加工质量。 展开更多

关键词 电化学机械加工 复合加工 抛光 磨削 不锈钢板

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抛光机磨头磨削方式对磨削效果影响的试验研究 被引量：1

14

作者 邵俊鹏 徐斌 李冲 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第20期2423-2427,共5页

为了研究不同磨头的磨削效果,建立了垂直轴磨头磨削过程模型,并通过试验验证了其正确性。综合理论分析和试验研究结果可知:垂直轴磨头磨削瓷砖时,磨削后的瓷砖表面不平整。提出了倾斜轴磨头磨削瓷砖的加工方式,通过一系列试验得出倾斜... 为了研究不同磨头的磨削效果,建立了垂直轴磨头磨削过程模型,并通过试验验证了其正确性。综合理论分析和试验研究结果可知:垂直轴磨头磨削瓷砖时,磨削后的瓷砖表面不平整。提出了倾斜轴磨头磨削瓷砖的加工方式,通过一系列试验得出倾斜轴磨头定深磨削可以有效提高瓷砖的平整度的结论。 展开更多

关键词 抛光机 磨头 垂直磨削 倾斜磨削

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高精度大尺寸硅晶片的双面研磨抛光机改进设计 被引量：6

15

作者 陈毓 胡晓珍 李伟 《浙江海洋学院学报（自然科学版）》 CAS 2010年第6期586-590,共5页

随着IC设计技术和制造技术的发展和进步,集成电路芯片的集成度在不断提高,芯片密度呈指数增长趋势。硅晶片作为集成电路芯片的主要材料,尺寸越来越大。在分析国内双面抛光机典型机型原理和特点的基础上,针对运用于大尺寸甚至是直径400 m... 随着IC设计技术和制造技术的发展和进步,集成电路芯片的集成度在不断提高,芯片密度呈指数增长趋势。硅晶片作为集成电路芯片的主要材料,尺寸越来越大。在分析国内双面抛光机典型机型原理和特点的基础上,针对运用于大尺寸甚至是直径400 mm的硅晶片,提出高精度双面研磨抛光机在机械结构和控制系统等方面的改进措施,很好地解决了国内目前对大尺寸硅晶片加工难、加工精度不高等难题。 展开更多

关键词 大尺寸硅晶片 高精度 双面研磨抛光机 改进设计

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抛光机磨头结构改进及其对振动的影响实验研究 被引量：3

16

作者 邵俊鹏 徐斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期207-211,共5页

为了降低摆动式抛光机磨头振动,对现有磨头的结构进行了改进。建立了改进后磨头的激振力方程,分析了改进后磨头的减振机理。由一系列的改进前与改进后磨头振动加速度的对比实验表明,改进后磨头振动性能优于改进前的磨头,有显著的减振作用。

关键词 抛光机 磨头改进 激振力 减振

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抛光机磨头抛光深度建模与实验 被引量：1

17

作者 邵俊鹏 徐斌 李冲 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2012年第5期713-717,共5页

为了研究抛光机磨头在垂直方向上的抛光量,分析了抛光机的结构和运行原理,以及磨块上的磨粒抛光瓷砖机理,分析结果得出磨头在垂直方向上以螺旋形轨迹抛光瓷砖。将磨块简化为刮刀模型,建立磨头在垂直方向上的抛光深度数学模型,并通过实... 为了研究抛光机磨头在垂直方向上的抛光量,分析了抛光机的结构和运行原理,以及磨块上的磨粒抛光瓷砖机理,分析结果得出磨头在垂直方向上以螺旋形轨迹抛光瓷砖。将磨块简化为刮刀模型,建立磨头在垂直方向上的抛光深度数学模型,并通过实验验证了所建模型的正确性。 展开更多

关键词 抛光机 磨头 磨块 抛光深度

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基于力控制的机器人柔性研抛加工系统搭建 被引量：2

18

作者 高强 田凤杰 宋建新 《制造技术与机床》 北大核心 2015年第10期41-44,共4页

为了实现曲面的自动化柔性研抛光整加工,研发了一套基于力控制的机器人柔性自动研抛曲面加工系统。整套系统结构平台主要由工业机器人及运动控制器、力/力矩六维传感器、柔性研抛工具、控制计算机和空气压缩机等组成,并简要介绍了系统... 为了实现曲面的自动化柔性研抛光整加工,研发了一套基于力控制的机器人柔性自动研抛曲面加工系统。整套系统结构平台主要由工业机器人及运动控制器、力/力矩六维传感器、柔性研抛工具、控制计算机和空气压缩机等组成,并简要介绍了系统之间的通讯方式及通信协议。设计了一款新的机器人末端柔性研抛工具,该工具能够模仿手工研抛加工,克服了机器人刚度与柔性之间的矛盾。整套系统实现了基于力控制的研抛光整加工,保证了在加工过程中切削力的平稳,提高了加工质量。 展开更多

关键词 精密加工 机器人研抛 加工质量 力控制 研抛工具

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磨粒的“后部效应”对瓷砖破碎及振动的影响 被引量：2

19

作者 邵俊鹏 徐斌 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期36-42,共7页

为了研究磨头微观加工机理,提出低、高速磨头微观冲击机理。建立微观冲击速度和振幅模型。通过SEM实验得出瓷砖微观缺陷形成过程,并验证了冲击机理理论符合瓷砖表面形貌。通过振动实验得出:粗抛阶段,低速磨头可以减少瓷砖缺陷,降低冲击... 为了研究磨头微观加工机理,提出低、高速磨头微观冲击机理。建立微观冲击速度和振幅模型。通过SEM实验得出瓷砖微观缺陷形成过程,并验证了冲击机理理论符合瓷砖表面形貌。通过振动实验得出:粗抛阶段,低速磨头可以减少瓷砖缺陷,降低冲击振动;精抛阶段,高转速磨头可以提高瓷砖的表面质量。 展开更多

关键词 抛光机 磨头 微观冲击 瓷砖

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抛光机磨头磨块座的小挠度弯曲实验及分析 被引量：1

20

作者 邵俊鹏 徐斌 迟明善 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第11期1835-1839,共5页

为了研究摆动式抛光机磨块座的小挠度弯曲问题,将磨块座简化为悬臂薄板模型。通过薄板弯曲微分方程,利用边界条件推导出结点有限差分方程。由实例计算和实验分析得出磨块座弯曲挠度由边缘处最大到中心处逐渐减小,磨块座弯曲挠度造成磨... 为了研究摆动式抛光机磨块座的小挠度弯曲问题,将磨块座简化为悬臂薄板模型。通过薄板弯曲微分方程,利用边界条件推导出结点有限差分方程。由实例计算和实验分析得出磨块座弯曲挠度由边缘处最大到中心处逐渐减小,磨块座弯曲挠度造成磨块边缘相对于磨块中心的位置磨损量差值不超过0.5 mm。 展开更多

关键词 抛光机 磨头 磨块座 弯曲挠度

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