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考虑铣削表面形貌的工艺参数可靠性优化 被引量：1
1
作者 黄贤振 王旭 +1 位作者 丁鹏飞 姜智元 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期80-87,共8页
针对球头铣削过程进行研究,旨在完成铣削工艺参数的可靠性优化.首先,根据球头铣刀切削刃运动轨迹,利用Z映射(Z-MAP)算法对加工形成的表面形貌进行仿真,引入表面粗糙度(Ra)衡量加工后的表面质量,通过表面形貌分析实验验证表面形貌仿真模... 针对球头铣削过程进行研究,旨在完成铣削工艺参数的可靠性优化.首先,根据球头铣刀切削刃运动轨迹,利用Z映射(Z-MAP)算法对加工形成的表面形貌进行仿真,引入表面粗糙度(Ra)衡量加工后的表面质量,通过表面形貌分析实验验证表面形貌仿真模型的准确性;然后,考虑到铣削过程中加工表面质量、刀具使用寿命以及工艺参数不确定性的实际约束条件,建立以主轴转速、刀具进给速度、轴向切深、径向切深为优化变量,以材料去除率(Q)的最大化为优化目标的工艺参数可靠性优化模型;最后,基于灰狼优化算法对优化模型进行求解以获得最优工艺参数,并通过铣削实验验证优化结果的可行性. 展开更多
关键词 球头铣刀 Z-MAP算法 表面形貌 表面粗糙度 灰狼优化算法 可靠性优化
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斜齿轮表面形貌分形特征对时变接触刚度的影响 被引量：3
2
作者 吴石 高增阔 +1 位作者 王明珠 赵成睿 《中国机械工程》 北大核心 2025年第1期59-68,77,共11页
基于改进的W-M分形函数,利用齿高和齿宽表征斜齿轮齿面的表面形貌。采用圆锥微凸体并考虑啮合过程中斜齿轮接触曲率半径的时变性建立了斜齿轮时变接触刚度模型,计算发现基于圆锥微凸体模型计算的时变啮合刚度与ISO6336-1—2006标准计算... 基于改进的W-M分形函数,利用齿高和齿宽表征斜齿轮齿面的表面形貌。采用圆锥微凸体并考虑啮合过程中斜齿轮接触曲率半径的时变性建立了斜齿轮时变接触刚度模型,计算发现基于圆锥微凸体模型计算的时变啮合刚度与ISO6336-1—2006标准计算所得结果接近。研究结果表明,斜齿轮的时变接触载荷和时变接触刚度随着分形维数、特征尺度系数、量纲一接触面积、材料塑性指数的变化而表现出不同的变化趋势。 展开更多
关键词 斜齿轮啮合 表面形貌 分形特征 圆锥微凸体 时变接触刚度
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电火花线切割加工表面形貌评价方法研究
3
作者 耿雷 田博文 郭艳玲 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第4期108-112,120,共6页
电火花线切割加工的放电过程存在随机性,工件表面凹坑、裂纹的分布无规律可循,传统的粗糙度测量手段难以准确地对工件表面形貌做出评价,因此使用更为合理与准确的参数表征工件的表面形貌十分重要。在研究过程中,基于面粗糙度测量原理及... 电火花线切割加工的放电过程存在随机性,工件表面凹坑、裂纹的分布无规律可循,传统的粗糙度测量手段难以准确地对工件表面形貌做出评价,因此使用更为合理与准确的参数表征工件的表面形貌十分重要。在研究过程中,基于面粗糙度测量原理及统计学相关研究方法,提出利用面粗糙度在卡方分布模型中期望的值E(Sa)以及表面陡度Sku,并利用最小二乘法以及回归分析得到的回归直线的斜率a,综合表征加工过程中的稳定性与表面形成特征;利用层次分析法计算三个参数的系数矩阵,并提出采用表面形貌评价指数S对工件的表面形貌进行表征。实验结果分析表明,表面形貌评价指数S能合理、直观地表征电火花线切割加工工件的表面形貌。 展开更多
关键词 电火花线切割 表面形貌 表面形貌评价指数 层次分析法
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机理与数据融合驱动的薄壁筒切削表面形貌预测方法研究
4
作者 吕凯波 李姚龙 +3 位作者 石鑫 胡洋 白生文 庞新宇 《表面技术》 北大核心 2025年第16期156-164,共9页
目的预测薄壁筒工件车削振动状态下加工表面形貌。方法综合考虑刀具与工件几何参数、切削用量以及切削振动参数的影响,建立一种机理与数据相融合的薄壁筒切削表面形貌及粗糙度预测模型。首先,基于切削原理推导切削刀刃上点在加工过程中... 目的预测薄壁筒工件车削振动状态下加工表面形貌。方法综合考虑刀具与工件几何参数、切削用量以及切削振动参数的影响,建立一种机理与数据相融合的薄壁筒切削表面形貌及粗糙度预测模型。首先,基于切削原理推导切削刀刃上点在加工过程中相对于工件表面的运动轨迹方程以及坐标变换矩阵,建立薄壁筒切削表面形貌运动学模型,随后利用时频分析提取切削过程中工件振动位移信号的特征,最后,将构建的振动特征方程代入运动学机理模型中仿真计算表面形貌。结果探明了加工表面形貌特征与切削振动信号频率特性之间的映射关系,数值仿真获得不同加工参数下薄壁筒的表面形貌及粗糙度,工件A在稳定切削区的仿真表面粗糙度与实测表面粗糙度的相对误差为4.27%,在颤振区的平均相对误差为6.03%;工件B在稳定区的仿真表面粗糙度与实测表面粗糙度的相对误差为3.61%,在颤振区域的相对误差为2.42%。结论预测表面与实测表面结果具有一致性,研究成果可为薄壁筒类零件切削表面质量的在线监测与控制提供理论依据。 展开更多
关键词 薄壁筒 切削 振动 表面形貌 数模联动 粗糙度
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磨削表面形貌特征对钢轨摩擦学性能的影响
5
作者 刘月明 杨策 邓国念 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第5期80-87,共8页
零件的表面形貌特征将直接影响与其接触部件的摩擦学性能,而在钢轨磨削养护中,砂带磨削形成的表面形貌特征对钢轨服役的摩擦学性能影响机制尚不明确。为系统研究干摩擦下钢轨磨削后不同纹理参数的摩擦学性能,结合赫兹接触理论和Archard... 零件的表面形貌特征将直接影响与其接触部件的摩擦学性能,而在钢轨磨削养护中,砂带磨削形成的表面形貌特征对钢轨服役的摩擦学性能影响机制尚不明确。为系统研究干摩擦下钢轨磨削后不同纹理参数的摩擦学性能,结合赫兹接触理论和Archard磨损模型,采用结构化建模和有限元仿真,建立轮轨接触微元磨损仿真模型;通过磨削工艺制备不同纹理间距、方向和深度的钢轨试样,采用球-盘配置的线性往复干摩擦滑动试验方法,完成摩擦磨损试验。结果表明:磨削形成的表面纹理间距、方向和深度,对钢轨的摩擦系数和磨损率具有显著影响;通过优化磨削工艺参数,如降低砂带粒度、增大磨削扭转角度和提高磨削进给量,在纹理间距0.06~0.14 mm、方向角度0°~60°、深度0.02~0.08 mm范围内,形成大间距、大角度和大深度的表面纹理,可有效提升钢轨的摩擦学性能,从而延长钢轨服役寿命。 展开更多
关键词 表面形貌 摩擦 滑动磨损 纹理 磨削 钢轨
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激光烧蚀辅助CBN磨削钛合金表面形貌研究
6
作者 蔺文刚 朱宗孝 《工具技术》 北大核心 2025年第6期43-48,共6页
对激光烧蚀辅助CBN磨削加工TC4钛合金表面形貌进行研究,通过实验获得不同功率激光对CBN砂轮磨削后钛合金表面微观形貌的影响。激光烧蚀辅助加工可以改变材料的性能,显著提高材料的加工性能。在引入激光后磨削表面粗糙度降低4%~41%,显微... 对激光烧蚀辅助CBN磨削加工TC4钛合金表面形貌进行研究,通过实验获得不同功率激光对CBN砂轮磨削后钛合金表面微观形貌的影响。激光烧蚀辅助加工可以改变材料的性能,显著提高材料的加工性能。在引入激光后磨削表面粗糙度降低4%~41%,显微硬度逐渐升高,材料表面明显趋于平整,表面形貌发生显著变化。研究发现:在5 W的激光功率下,划痕宽度和撕裂损伤程度开始降低,表面呈现出塑性流动行为的特征;当激光功率提升至10 W时,划痕和韧性撕裂现象显著减少,主要表现出塑性材料去除的特征,塑性流动行为变得更为明显;当激光功率达到最大的15 W时,磨削表面变得平整,材料塑性流动行为显著,去除方式主要以塑性去除为主。本研究为钛合金的加工提供了思路和方法。 展开更多
关键词 TC4钛合金 激光烧蚀 激光功率 表面形貌
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硬质合金/双金属带锯条锯切Q235钢的力学特性与表面形貌研究
7
作者 谷卫洲 孙家豪 +3 位作者 张建华 张勤河 陈兆睿 郭传鑫 《工具技术》 北大核心 2025年第8期42-51,共10页
为了探究锯切加工Q235钢时不同的锯条材料与加工参数对锯切力及工件表面形貌的影响,分别使用双金属带锯条与硬质合金带锯条对Q235方钢进行低速锯切实验。实验结果表明,低速工况下,双金属与硬质合金锯条的切向力最大值均处于100~550 N,... 为了探究锯切加工Q235钢时不同的锯条材料与加工参数对锯切力及工件表面形貌的影响,分别使用双金属带锯条与硬质合金带锯条对Q235方钢进行低速锯切实验。实验结果表明,低速工况下,双金属与硬质合金锯条的切向力最大值均处于100~550 N,进给力最大值均处于25~200 N,相同进给速度下切向力最大值大于进给力的最大值,三向锯切力呈现出随着进给速度的增大而增大的趋势。分别对比两种锯条的锯切力可以发现,在相同条件下,硬质合金锯条的锯切力小于双金属锯条的锯切力,且使用硬质合金锯条锯切的工件表面质量也更高,这说明硬质合金锯条在低速锯切工况下比双金属锯条更有优势。在此基础上,进一步对硬质合金锯条进行高速锯切实验,研究结果表明,在高速工况下,硬质合金锯条的三向锯切力随着线速度的增大均呈现降低的趋势,且表面算术平均偏差Sa由16.1570μm降至12.0258μm,降低了25.57%,这说明硬质合金锯条在高速工况下仍能发挥优良的锯切性能。 展开更多
关键词 锯切力 表面形貌 锯条 加工参数
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激光冲击强化对Inconel 625合金表面形貌及微观组织的影响
8
作者 贾智 衡亚博 +3 位作者 姬金金 汪彦江 孙璇 杨佩瑶 《材料工程》 北大核心 2025年第5期226-235,共10页
通过激光冲击强化(laser shock peening,LSP)技术调控Inconel 625合金表面微观组织,优化表面形貌。采用激光扫描共聚焦显微镜、电子背散射衍射(EBSD)显微镜以及透射电子显微镜(TEM)等方法表征其微观组织,并利用维氏显微硬度计分析其硬... 通过激光冲击强化(laser shock peening,LSP)技术调控Inconel 625合金表面微观组织,优化表面形貌。采用激光扫描共聚焦显微镜、电子背散射衍射(EBSD)显微镜以及透射电子显微镜(TEM)等方法表征其微观组织,并利用维氏显微硬度计分析其硬度变化。结果表明:在适当的LSP技术下能够消除冲击凹坑,提升表面质量。在LSP作用下,微观组织呈梯度变化,表层微观结构转变为超细层、超细晶等结构,且主要以亚结构与变形晶粒为主,而过渡层为变形晶粒及再结晶组织。随着深度的加深,变形晶粒减少,而再结晶晶粒增多。对5次LSP的合金几何必须位错ρ_(GND)进行定量分析发现:表层ρ_(GND)为2.91×10^(14) m^(-2),原始层为0.61×10^(14) m^(-2),LSP后表层位错密度提升。位错密度的变化导致显微硬度发生转变,显微硬度随LSP次数增加而增加,随深度的加深而减小。LSP过程改变了大小角度晶界占比,对Inconel 625合金晶界强化贡献符合Hall-Petch关系。 展开更多
关键词 Inconel 625合金 激光冲击强化 表面形貌 微观组织
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考虑表面形貌影响的八隅体点阵结构换热性能优化设计方法研究
9
作者 李浩然 胡殿印 +2 位作者 潘锦超 赵炎 王荣桥 《推进技术》 北大核心 2025年第8期275-284,共10页
八隅体点阵结构因强化换热效果显著,成为新一代高超声速空天发动机热管理系统的优选结构。受限于制造精度及机加工可达性,增材制造制备的八隅体点阵结构具有复杂表面形貌。然而,其对换热效果的影响机理尚未完善。为此,本文建立了八隅体... 八隅体点阵结构因强化换热效果显著,成为新一代高超声速空天发动机热管理系统的优选结构。受限于制造精度及机加工可达性,增材制造制备的八隅体点阵结构具有复杂表面形貌。然而,其对换热效果的影响机理尚未完善。为此,本文建立了八隅体点阵结构的换热及流动特性数值模拟方法,探明了表面形貌对八隅体点阵换热的影响机理,并量化其对不同尺寸单胞换热效果的影响程度。在此基础上,采用响应面法和差分进化算法建立了考虑表面形貌影响的八隅体点阵结构优化设计方法。结果表明,粗糙表面通过增强对流换热、促进流体掺混,使得努塞尔数和摩擦因子最高提升4.4%,25%。相比于理想点阵结构,考虑粗糙表面影响的最优点阵结构在相同换热性能下可减重3%。 展开更多
关键词 点阵结构 增材制造 表面形貌 强化换热 优化设计
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引信高动态MEMS零件增材内填充与外表面形貌协同优化试验
10
作者 吕斯宁 柴怡琛 +4 位作者 冯恒振 娄文忠 李诗怡 肖川 任杰 《兵工学报》 北大核心 2025年第S1期41-54,共14页
金属增材制造技术已成为快速成型精密制造特种高动态(高过载、高应变率)微机电(Micro Electromechanical System,MEMS)异构复杂零件的重要手段。以选择性激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)为技术手段,针对特种MEMS零件在增材制造... 金属增材制造技术已成为快速成型精密制造特种高动态(高过载、高应变率)微机电(Micro Electromechanical System,MEMS)异构复杂零件的重要手段。以选择性激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)为技术手段,针对特种MEMS零件在增材制造过程中会出现的致密度差、表面形貌难以控制等微观力学缺陷问题,开展引信高动态MEMS零件增材内填充与外表面形貌协同优化试验研究。以内填充效果和外表面形貌为主要切入点,采用正交试验和单因素控制变量试验方法,开展了两轮SLM多参数工艺的试验制备并进行极差和方差分析,得到了“致密度主要受熔池形成阶段的能量输入控制,而粗糙度更多取决于熔池凝固阶段的动力学行为”的结论,并分析了影响致密度与表面粗糙度的工艺参数排序,得到协同最优工艺参数:激光功率130 W,扫描速度700 mm/s,扫激光直径0.045 mm,扫描间距0.06 mm。基于结果参数开展了MEMS零件加工和性能测试,测试得到致密度可以达到99.19%,同时表面粗糙度可以达到5.45μm;抗拉强度达到435 MPa。结果满足引信高动态环境使用要求,可为后续同类型薄壁类MEMS零件的加工提供参数依据,提升设计迭代优化效率。 展开更多
关键词 高动态MEMS零件 增材制造 选区激光熔化 内填充 表面形貌 多参数优化
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轴颈倾斜时表面形貌及热效应对滑动轴承润滑特性的影响
11
作者 谢海超 李娜 +1 位作者 王宇博 何振鹏 《轴承》 北大核心 2025年第9期66-73,共8页
开展发动机主轴承模型表面形貌及润滑油热效应研究对于减少发动机主轴承摩擦功耗,提高经济性具有重要价值。为减少轴承摩擦功耗,提高发动机输出性能,以发动机主轴承为研究对象,基于轴颈倾斜和热流体雷诺润滑控制方程、能量方程、热传导... 开展发动机主轴承模型表面形貌及润滑油热效应研究对于减少发动机主轴承摩擦功耗,提高经济性具有重要价值。为减少轴承摩擦功耗,提高发动机输出性能,以发动机主轴承为研究对象,基于轴颈倾斜和热流体雷诺润滑控制方程、能量方程、热传导方程,建立主轴承在轴颈倾斜、轴瓦表面形貌和流体热效应等模型,将轴瓦表面形貌耦合到油膜厚度中,考虑黏度-温度和黏度-温度-压力2种模型下对主轴承润滑油膜压力的影响,结果表明:考虑轴瓦-轴颈表面形貌,轴承油膜厚度表面变得异常粗糙,呈波浪形;随着轴颈偏心率的增加,考虑热流体模型下的油膜压力出现急剧增加,在同一偏心率下是否考虑轴瓦表面形貌在最大油膜压力处有较大差距;轴瓦表面形貌对2种黏度模型下润滑油黏度的影响不明显;随着轴颈偏心率的增加,轴颈-轴瓦处润滑油温度在最大油膜压力处逐渐增大,考虑轴瓦表面形貌分布,在最大油膜压力处润滑油温度分布不均匀。 展开更多
关键词 滑动轴承 发动机 表面形貌 轴颈 倾斜 热流体 油膜
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面向机器人铣削加工表面形貌预测模型研究
12
作者 李慧娟 许利君 《机床与液压》 北大核心 2025年第9期52-59,共8页
机器人铣削加工依赖姿态的动态特性,零件表面形貌的准确预测仍然面临一定的挑战。针对铣削机器人加工过程中刀具振动对表面形貌的影响,提出一种结合工艺参数和刀具振动影响的工件表面形貌数学模型。基于齐次坐标变换矩阵,通过刀具几何... 机器人铣削加工依赖姿态的动态特性,零件表面形貌的准确预测仍然面临一定的挑战。针对铣削机器人加工过程中刀具振动对表面形貌的影响,提出一种结合工艺参数和刀具振动影响的工件表面形貌数学模型。基于齐次坐标变换矩阵,通过刀具几何形状、刀具偏心量和冗余角计算切削刃的运动轨迹,采用逆距离加权法预测机器人铣削系统不同姿态下的动态特性,构建机器人铣削系统动态模型以计算铣刀的振动位移,进而修正切削刃的运动轨迹。最后,通过铣削实验验证所提方法的有效性。结果表明:预测的表面粗糙度与实验值具有良好的一致性,验证了模型在表面形貌预测中的准确性。 展开更多
关键词 铣削机器人 表面形貌 预测模型 铣刀振动 动态特性
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圆台磨粒随机分布的砂轮圆周表面形貌建模
13
作者 陈小冬 王德祥 +2 位作者 郭峰 栗心明 江京亮 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第3期408-415,共8页
砂轮圆周表面形貌的准确建模是研究磨削加工机理的重要基础。将刚玉磨粒形状设定为有45°锥角的圆台形,推导在砂轮圆周表面随机分布的圆台磨粒的位置坐标,构建磨粒尺寸和磨粒凸起高度符合正态分布的圆台磨粒模型,并采用碰撞检测方... 砂轮圆周表面形貌的准确建模是研究磨削加工机理的重要基础。将刚玉磨粒形状设定为有45°锥角的圆台形,推导在砂轮圆周表面随机分布的圆台磨粒的位置坐标,构建磨粒尺寸和磨粒凸起高度符合正态分布的圆台磨粒模型,并采用碰撞检测方法检测是否存在磨粒干涉现象,最终生成符合真实工况的砂轮圆周表面形貌模型。结果表明:理论计算的磨粒数与砂轮圆周表面形貌模型的磨粒数比较,其相对误差仅为7.66%;磨粒尺寸分布和磨粒凸起高度分布与建模时设定的正态分布曲线有很好的一致性;磨粒位置呈无规则的随机分布,且砂轮圆周表面形成了无规则的块状和带状间隙区域,证明提出的建模方法可有效生成与真实砂轮具有较高相似度的圆周表面形貌。 展开更多
关键词 砂轮 表面形貌 圆台磨粒 随机分布
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微细铣削加工表面形貌仿真分析
14
作者 徐兰英 张心语 +1 位作者 张丽冰 郑淑怡 《工具技术》 北大核心 2025年第5期90-96,共7页
为探究微细铣削过程中影响切屑形成和表面形貌的各种因素,建立反映表面粗糙度和平面度的微细铣削加工有限元模型,动态模拟微细铣削时切屑的形成过程,设计以刃倾角、背吃刀量、切削速度、进给速度和切削刃钝圆半径为主要影响因素的正交试... 为探究微细铣削过程中影响切屑形成和表面形貌的各种因素,建立反映表面粗糙度和平面度的微细铣削加工有限元模型,动态模拟微细铣削时切屑的形成过程,设计以刃倾角、背吃刀量、切削速度、进给速度和切削刃钝圆半径为主要影响因素的正交试验,并分析各参数对切屑形成和表面形貌的影响。研究结果表明,在刃倾角不变时,对加工表面粗糙度影响程度由大到小依次为背吃刀量、切削刃钝圆半径、进给速度、切削速度,对平面度影响程度由大到小依次为切削刃钝圆半径、进给速度、切削速度、背吃刀量;在切削刃钝圆半径不变的情况下,对表面粗糙度影响程度由大到小依次为背吃刀量、刃倾角、进给速度,对平面度影响程度由大到小依次为刃倾角、背吃刀量、进给速度。 展开更多
关键词 微细铣削 有限元分析 切屑 表面形貌
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微成形自由表面形貌演化行为及影响机制的仿真研究
15
作者 郑钧元 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第7期144-154,共11页
基于不同晶粒尺寸黄铜箔的单轴拉伸试验,提出了一种考虑晶粒取向的尺寸效用本构模型。该模型结合了具有多种粗糙自由表面和微观结构的代表性体积单元应用于有限元分析,研究了微成形中微观结构和自由表面初始形貌对自由表面演化的协同作... 基于不同晶粒尺寸黄铜箔的单轴拉伸试验,提出了一种考虑晶粒取向的尺寸效用本构模型。该模型结合了具有多种粗糙自由表面和微观结构的代表性体积单元应用于有限元分析,研究了微成形中微观结构和自由表面初始形貌对自由表面演化的协同作用。结果表明,晶粒度及初始粗糙度共同促进表面粗糙度的增长,但二者存在拮抗效应,通过拟合模型描述了二者的关系;变形后的形貌由初始形貌决定,晶粒度影响表面高度;应变集中的分布在变形初期受晶粒度影响,在变形末期则主要取决于初始表面形貌。 展开更多
关键词 微成形 尺寸效应 微观结构 表面形貌
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基于深度学习的KDP晶体三维已加工表面形貌预测
16
作者 闫祖龙 庞启龙 熊建龙 《中国机械工程》 北大核心 2025年第10期2329-2334,2342,共7页
以单点金刚石车削加工磷酸二氢钾(KH2PO4,KDP)的已加工表面形貌为研究对象,采用连续小波变换和功率谱密度方法提取已加工KDP晶体三维形貌的低频、中频、高频的波长和幅值作为样本集,将切削参数作为关键变量,建立双向长短期神经网络(BiLS... 以单点金刚石车削加工磷酸二氢钾(KH2PO4,KDP)的已加工表面形貌为研究对象,采用连续小波变换和功率谱密度方法提取已加工KDP晶体三维形貌的低频、中频、高频的波长和幅值作为样本集,将切削参数作为关键变量,建立双向长短期神经网络(BiLSTM)、门循环单元(GRU)、随机森林网络(RF)和卷积神经网络(CNN)分别预测已加工KDP晶体各频段的波长和幅值,最终实现三维已加工表面形貌的预测。结果表明,BiLSTM模型对中频和高频波长、低频和高频幅值的预测结果最优,预测结果误差均值分别为2.14%和3.03%、4.62%和7.19%;GRU网络对低频波长和中频幅值的的预测结果最优,预测结果误差均值分别为3.83%和5.68%;由深度学习模型预测的高频、中频、低频的幅值和波长所生成KDP晶体的三维已加工表面形貌与验证集的实验结果高度一致,验证了结合连续小波、功率谱密度与深度学习方法建立切削参数与KDP晶体三维已加工表面的对应关系的正确性。 展开更多
关键词 KDP晶体 表面形貌 深度学习 连续小波变换
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双面抛光对石英掩模基板表面形貌的影响
17
作者 张诚 秦瑞 白吉浩 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第4期526-533,共8页
随着集成电路关键尺寸的缩小,晶体管密度和芯片性能持续提升。同时,随着集成电路工艺制程的不断演进,掩模基板的平坦化加工要求也日益严苛。为揭示双面化学机械抛光对石英掩模基板的抛光去除机理,利用CeO_(2)磨料自制抛光液,对6025石英... 随着集成电路关键尺寸的缩小,晶体管密度和芯片性能持续提升。同时,随着集成电路工艺制程的不断演进,掩模基板的平坦化加工要求也日益严苛。为揭示双面化学机械抛光对石英掩模基板的抛光去除机理,利用CeO_(2)磨料自制抛光液,对6025石英玻璃进行双面抛光加工,考察抛光粉粒径、抛光液浓度、抛光压力、齿圈与太阳轮转速组合对石英掩模基板材料去除率、表面形貌、平面度以及表面粗糙度的影响。结果表明,使用粒径为0.823μm的CeO_(2)抛光粉抛光后,石英玻璃表面粗糙度比使用粒径为1.231μm的CeO_(2)抛光粉降低40%;随着抛光液浓度的增大,正面平面度呈现先下降后上升的趋势,当质量分数达到14%时结果最优,而材料去除率持续增大;在0.26~0.43 MPa的压力范围内,材料去除率与压力呈线性关系,然而如果压力进一步增大,材料去除率反而减小。使用等效粒径D_(50)为0.823μm的抛光粉,配制成14%浓度的CeO_(2)抛光液,在0.43 MPa的抛光压力下,选取齿圈与太阳轮转速分别为6.54和3.08 r/min,抛光后6025石英玻璃的表面光滑(平面度为0.573μm,表面粗糙度Ra最低为0.96 nm),几乎没有划痕、中位裂纹等表面损伤,平面度和表面质量最佳。 展开更多
关键词 二氧化铈 双面抛光 掩模基板 表面形貌
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基于磨粒排布方式的SiC陶瓷超声辅助磨削表面形貌研究
18
作者 庞亚鹏 丁凯 +2 位作者 李奇林 庄百亮 张振 《电加工与模具》 北大核心 2025年第3期66-73,80,共9页
为准确预测硬脆材料超声辅助磨削表面形貌,采用电镀、钎焊金刚石磨头分别建立了磨粒无序和有序排布的磨头工作面地貌模型,通过开展SiC陶瓷的普通磨削和超声辅助磨削对比试验验证仿真结果的准确性,并研究磨粒排布方式、磨削参数对表面形... 为准确预测硬脆材料超声辅助磨削表面形貌,采用电镀、钎焊金刚石磨头分别建立了磨粒无序和有序排布的磨头工作面地貌模型,通过开展SiC陶瓷的普通磨削和超声辅助磨削对比试验验证仿真结果的准确性,并研究磨粒排布方式、磨削参数对表面形貌和表面粗糙度的影响。结果表明,仿真和试验结果的三维表面形貌整体变化趋势较吻合,表面粗糙度误差在8%~18%之间;在相同的磨削参数条件下,相比于普通磨削,两种磨头的超声辅助磨削均可减少加工表面材料损伤,降低磨削表面粗糙度值;相比于电镀磨头,钎焊磨头在超声辅助磨削加工下的表面粗糙度值降低幅度更大,最大可达到29.48%。 展开更多
关键词 超声辅助磨削 磨粒排布方式 表面形貌仿真 表面粗糙度
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飞秒激光加工参数对RB-SiC表面形貌的影响 被引量：3
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作者 吴东江 刘成 +4 位作者 杨峰 牛方勇 董志刚 马广义 康仁科 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期162-169,共8页
目的揭示飞秒激光加工参数对反应烧结碳化硅(Reaction-Bounded Silicon Carbide,RB-SiC)表面形貌的影响规律。方法通过改变激光能量密度和有效脉冲数,研究RB-SiC表面烧蚀槽的形貌变化规律,确定飞秒激光加工RB-SiC的去除机理。采用扫描... 目的揭示飞秒激光加工参数对反应烧结碳化硅(Reaction-Bounded Silicon Carbide,RB-SiC)表面形貌的影响规律。方法通过改变激光能量密度和有效脉冲数,研究RB-SiC表面烧蚀槽的形貌变化规律,确定飞秒激光加工RB-SiC的去除机理。采用扫描电镜、共聚焦显微镜、X射线能谱仪和拉曼光谱仪分析RB-SiC烧蚀前后的表面形貌演变行为。结果激光能量密度在0.62~10.48 J/cm^(2)时,Si富集区域形成凹陷结构,SiC颗粒区域形成周期性结构(Laser-Induced Periodic Surface Structures,LIPSS),周期约为970 nm。随着激光能量密度的增加,凹陷结构扩大加深,表面球形纳米颗粒增多,烧蚀槽宽度呈对数增长。有效脉冲数在69~1379,Si富集区域的去除量高于SiC颗粒区域的去除量。随着有效脉冲数增加,烧蚀槽深度显著加深,凹陷结构扩展成深坑结构,飞溅至烧蚀槽外侧的纳米颗粒聚集成团簇物,由Si、SiC和非晶态SiO_(2)构成的沉积物在烧蚀槽边缘形成堆积层。结论降低激光能量密度能够减少RB-SiC表面凹陷和纳米颗粒,有助于提升烧蚀形貌的一致性。增加有效脉冲数会促进烧蚀槽底部深坑结构的产生,进而扩大Si与SiC去除量之间的差异。 展开更多
关键词 飞秒激光 RB-SIC 烧蚀槽 表面形貌 激光能量密度 有效脉冲数
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切削速度对某新型易切削钢切屑形态及加工表面形貌影响 被引量：2
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作者 雷小宝 庆振华 谢峰 《机床与液压》 北大核心 2024年第4期50-55,共6页
为了明确切削速度对某新型易切削钢切屑形态及加工表面形貌的影响规律,开展了不同切削速度下某新型易切钢的切削试验,研究切屑形态和已加工表面形貌并分析其产生原因。结果表明:宏观上,在切削速度大于150 m/min时,该易切削钢切屑以短管... 为了明确切削速度对某新型易切削钢切屑形态及加工表面形貌的影响规律,开展了不同切削速度下某新型易切钢的切削试验,研究切屑形态和已加工表面形貌并分析其产生原因。结果表明:宏观上,在切削速度大于150 m/min时,该易切削钢切屑以短管螺旋状为主,当切削速度小于150 m/min时,切屑以发条状和破断弧形为主,形成锯齿形切屑的临界切削速度大约在200 m/min;切削速度影响切屑底面形貌,在低速切削时,切屑底面较多大小不一的撕裂状凹坑、沟槽,当切削速度增大至200 m/min时,能够形成表面较光滑的切屑底面;低速切削该易切削钢时,工件表面粗糙度较大,3D形貌显示波峰高度、波谷深度也均较大,随着切削速度的增加,粗糙度减小,3D形貌亦趋于平缓。 展开更多
关键词 易切削钢 切削速度 切屑形态 加工表面形貌 粗糙度
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