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、在現代光學應用、電子信息等高科技領域，大量大平面型精密光學零件和功能晶體材料常常需要進行超光滑表面加工。由于工藝要求高，目前仍缺乏一種高效、清潔、高良品率的自動化加工方案。
　　針對大平面工件超精密加工的現狀，提出了氣-液-固三相磨粒流光整加工方法。利用氣泡在潰滅時釋放的能量，加速驅動磨粒運動，有效提升了拋光效率?；趯υ摲椒ǖ墓に囘M行了深入研究，本文的主要工作如下：
　　（1）以大平面工件表面的精密加工制造難題為背景，對國

2、內外已有加工方法進行了詳細的調研，指出了流體加工方法的優(yōu)勢與不足。結合結構化流道中的液-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、結構及加工工藝參數。
　　（2）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面影響，提出了自適應改變入口流速的新工藝?；谇捌诹黧w光整加工的研究成果，建立了相關數學模型，通過數值分析得出不同溫度下對應最優(yōu)入口流速值，作為控制系統(tǒng)的調速依據。
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3、3）為了對流速進行精確控制，設計并優(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，最后在實驗結果中驗證了該調速控制系統(tǒng)對流速的輸出數據離散點相比理論溫度速度最優(yōu)曲線具有較高的擬合度。
　　（4）基于理論研究基礎，本文對氣-液-固三相磨粒流光整加工進行了系統(tǒng)性實驗。通過實驗數據得出：相比于未引入微納米氣泡加工效率提高了一倍左右；在增加了調速系統(tǒng)的加工工藝下，對比無調速系統(tǒng)的加工工藝，同等條件下的工件的輪