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Ni-P镀层的磁性混合流体抛光

机械工程学报 2013年第17期49卷 73-78页

作者：郭会茹吴勇波焦黎曹建国李亚国秋田县立大学机械智能系统工程学部日本由利本庄0150055 北京理工大学先进加工技术国防重点学科实验室北京100081

采用磁性混合流体（Magnetic compound fluid,MCF）对光学镜头模具的镍-磷（Nickel phosphorus,Ni-P）镀层表面进行抛光研究。试验中使用两种构成成分的MCF：常用的BASF制HQ铁粉（Carbonyl-iron-particles,CIPs）和Al2O3磨粒基MCF1以及新型的表面ZrO2磨粒（50~100 nm）涂层铁粉基MCF2。两种成分的MCF都消除了Ni-P镀层表面单晶金刚石车削残留的螺旋状切削痕。但使用MCF1,由于Al2O3磨粒相对于ZrO2磨粒较大且较硬,易引入抛光痕及铁粉粒子的嵌入,难以进一步改善Ni-P镀层的表面质量。采用新型ZrO2磨粒涂层铁粉基MCF2,则没有引入抛光痕及粒子的嵌入,实现Ni-P镀层表面粗糙度方均根值（Root mean square,RMS）和Ra的改善。通过在x轴和y轴方向设计抛光路径,使粒子均具有相对运动速度,同时改善了Ni-P镀层的表面粗糙度及平坦度。初步证明了磁性混合流体抛光亦可用于较软的磁性材料表面的纳米级光整加工。

关键词：磁性混合流体抛光磨粒涂层铁粉 Ni-P镀层磁性材料抛光路径

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真空环境下微流道沟槽的激光铣削试验

中国激光 2010年第4期37卷 1138-1142页

作者：王续跃李建丽胡亚峰吴勇波王连吉徐文骥大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024 秋田县立大学智能机械和系统工程系

采用Nd:YAG激光器,在真空环境下,进行高硬镜面塑胶模具钢(HPM75)的微流道沟槽激光铣削试验研究。研究真空环境下铣削机理及真空度对铣削尺寸和表面质量的影响。研制真空调节系统,调节激光铣削区域状态,进行大气环境和真空环境下的对比... 详细信息

采用Nd:YAG激光器,在真空环境下,进行高硬镜面塑胶模具钢(HPM75)的微流道沟槽激光铣削试验研究。研究真空环境下铣削机理及真空度对铣削尺寸和表面质量的影响。研制真空调节系统,调节激光铣削区域状态,进行大气环境和真空环境下的对比试验。结果表明,当真空压力在-0.07～-0.5 MPa范围时,排屑量增加1.6%～3.3%。在铣削优化参数下,与大气环境下激光铣削相比,铣削宽度增加,排屑量增加;可以铣出的沟槽宽度和深度分别为0.225和0.058 mm;真空环境减小了背景气压阻力,提高了熔屑排除力,可以铣削出满足微流道沟槽尺寸和精度要求的沟槽,是一种有效的激光铣削加工辅助工艺。

关键词：光学制造激光铣削微流道沟槽塑胶模具钢真空环境

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钛合金超声椭圆振动辅助车削实验研究

振动与冲击 2015年第6期34卷 151-154页

作者：路冬蔡力钢程强吴勇波北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 南昌航空大学航空制造工程学院南昌330063 秋田县立大学机械智能系统工程系

设计钛合金超声椭圆振动辅助车削实验,获得不同超声波电源电压下刀具近似椭圆运动轨迹。分析超声椭圆振动辅助车削切削力变化规律,与普通车削相比超声椭圆振动辅助车削能在较大程度上降低切削力。研究超声椭圆振动辅助车削工件表面粗糙... 详细信息

设计钛合金超声椭圆振动辅助车削实验,获得不同超声波电源电压下刀具近似椭圆运动轨迹。分析超声椭圆振动辅助车削切削力变化规律,与普通车削相比超声椭圆振动辅助车削能在较大程度上降低切削力。研究超声椭圆振动辅助车削工件表面粗糙度变化规律,与普通车削相比超声椭圆振动辅助车削工件表面粗度Ra值略增大,Rz值明显降低。分析进给速度对切削力的影响规律,随进给速度增大,普通车削及超声椭圆振动辅助车削切削力均升高。对同一进给速度,与普通车削相比超声椭圆振动辅助车削切削力均降低,且随进给速度增加其降低幅度减小。对比超声椭圆振动辅助车削与普通车削工件表面形貌发现,施加超声椭圆振动后工件表面沿切削速度方向形成有规律振纹。

关键词：钛合金超声椭圆振动辅助车削切削力表面粗糙度

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超声椭圆振动化学机械抛光原理与实验系统

南京航空航天大学学报 2008年第6期40卷 753-757页

作者：杨卫平徐家文吴勇波南京航空航天大学机电学院南京210016 江西农业大学工学院南昌330045 日本秋田县立大学机械智能系统工程系秋田015-0055

介绍了抛光工具超声椭圆振动产生的基本原理,并实际测试了抛光工具的椭圆运动特性。从理论上分析了在抛光工具上加入超声椭圆振动后,对改善和提高抛光效果的作用机理。在上述研究工作基础上,建立了超声椭圆振动辅助抛光实验系统并进行... 详细信息

介绍了抛光工具超声椭圆振动产生的基本原理,并实际测试了抛光工具的椭圆运动特性。从理论上分析了在抛光工具上加入超声椭圆振动后,对改善和提高抛光效果的作用机理。在上述研究工作基础上,建立了超声椭圆振动辅助抛光实验系统并进行了实验研究。结果表明,该超声椭圆振动辅助抛光法对硅片抛光表面质量、材料去除率均有较显著的改善。

关键词：超声椭圆振动化学机械抛光复合抛光

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不锈钢微流道模具的激光熔覆成形

中国激光 2011年第3期38卷 86-91页

作者：王续跃郭会茹吴勇波徐文骥郭东明大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024 秋田县立大学机械智能系统学部日本秋田015-0055

采用JK1002型Nd：YAG激光器、同步送粉系统，在塑胶模具钢HPM75基体上，熔覆316L不锈钢粉末，直接成形微流道模具。研究送粉量对熔覆道几何尺寸的影响，研究稳定送粉状态下送粉量与激光功率组合对熔覆质量的影响。结果表明，送粉量1．5... 详细信息

采用JK1002型Nd：YAG激光器、同步送粉系统，在塑胶模具钢HPM75基体上，熔覆316L不锈钢粉末，直接成形微流道模具。研究送粉量对熔覆道几何尺寸的影响，研究稳定送粉状态下送粉量与激光功率组合对熔覆质量的影响。结果表明，送粉量1．5～2．5g／min，获得满足微流道模具几何尺寸要求的微细熔覆道；激光功率400W和送粉量2．0g／min组合，获得具有较好熔覆质量的微细熔覆道。采用CAD-Mastercam软件，规划特定形状微流道模具的激光扫描成形路径，采用优化的参数组合进行多层熔覆成形实验，成形出致密、硬度580HV的微细熔覆道，经后续磨、铣削及少量抛光，制作出高0．1mm，宽0．3mm的熔覆道，满足工作技术要求的微流道模具样件，制作1件模具总耗时60～75min。

关键词：激光技术激光熔覆成形微流道模具熔覆质量制作效率

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基于ALE方法的钛合金超声振动车削仿真

振动与冲击 2013年第15期32卷 59-62,70页

作者：路冬黄红福吴勇波冷超群南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室南昌330063 秋田县立大学机械智能系统工程系南昌理工大学南昌330044

采用ALE方法建立了钛合金超声振动车削有限元仿真模型。预测了超声振动车削过程中切削力变化规律,并将模拟获得的切削力平均值与相同条件实验获得的切削力平均值比较,验证了有限元模型的正确性。将超声振动主切削力模拟平均值与普通切... 详细信息

采用ALE方法建立了钛合金超声振动车削有限元仿真模型。预测了超声振动车削过程中切削力变化规律,并将模拟获得的切削力平均值与相同条件实验获得的切削力平均值比较,验证了有限元模型的正确性。将超声振动主切削力模拟平均值与普通切削主切削力实验平均值比较,结果表明,采用超声振动辅助手段可以明显降低切削力平均值。预测了超声振动车削一个周期内工件及刀尖温度变化规律,结果表明,刀具切入阶段,工件及刀尖温度迅速升高,当刀具到达运动轨迹最大位移时,工件及刀尖温度达到最大值,随后进入分离阶段,工件及刀尖温度迅速降低。研究了超声振动振幅、频率对切削力及刀尖温度的影响规律,结果表明,随着超声振动振幅及频率的增大切削力有较明显的降低,刀尖温度有小幅降低。

关键词：钛合金超声振动车削仿真 ALE

超声椭圆振动-化学机械复合抛光硅片实验研究

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东南大学学报（自然科学版） 2008年第5期38卷 912-917页

作者：杨卫平徐家文吴勇波南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室南京210016 江西农业大学工学院南昌330045 日本秋田县立大学机械智能系统工程系秋田015-0055

在研制超声椭圆振动-化学机械复合抛光硅片实验装置基础上,进一步开展了抛光压力P,抛光点速度v及抛光液供给量Q等可控工艺参数对硅片抛光表面粗糙度、表面形貌和材料去除率影响的有无超声椭圆振动辅助抛光的对比实验研究.实验结果表明:... 详细信息

在研制超声椭圆振动-化学机械复合抛光硅片实验装置基础上,进一步开展了抛光压力P,抛光点速度v及抛光液供给量Q等可控工艺参数对硅片抛光表面粗糙度、表面形貌和材料去除率影响的有无超声椭圆振动辅助抛光的对比实验研究.实验结果表明:抛光工具的超声椭圆振动有利于抛光垫保持良好的表面形貌和抛光区获得良好的工作状况,提高硅片材料的去除率;抛光压力对抛光质量的影响最大,抛光速度次之,抛光液供给量影响最小;在最佳抛光效果情况下,可使硅片抛光表面粗糙度值由传统抛光法所获得的Ra0.077μm降到超声辅助抛光法的Ra0.042μm,材料去除率最多可提高18%,并且工件表面形貌有明显改善.

关键词：超声椭圆振动化学机械抛光复合表面形貌材料去除率

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激光入射角对修整圆柱形CBN砂轮影响

大连理工大学学报 2005年第5期45卷 672-675页

作者：王续跃吴勇波王军徐文骥大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室辽宁大连116024 秋田县立大学系统科学与技术学院机械智能系统工程系新南威尔士大学机械制造工程学院

激光入射角是激光修整圆柱砂轮的重要参数之一,它不仅影响光束入射能量密度,而且影响激光修整砂轮的尺寸精度与质量.介绍了采用N d:YAG激光器修整陶瓷CBN砂轮的新方法.根据光束的几何光学原理,采用建模与试验方法研究了入射角、临界角... 详细信息

激光入射角是激光修整圆柱砂轮的重要参数之一,它不仅影响光束入射能量密度,而且影响激光修整砂轮的尺寸精度与质量.介绍了采用N d:YAG激光器修整陶瓷CBN砂轮的新方法.根据光束的几何光学原理,采用建模与试验方法研究了入射角、临界角对激光修整小CBN砂轮的影响.考查了入射角不同引起热传导的差异,导致激光修整材料去除量的不同.进而通过调整入射角,优化选择激光能量密度,达到有效修整砂轮的目的.对入射角和临界角的建模与试验分析有助于深入了解激光修整砂轮机理.用SEM显微观察激光修整砂轮的微观状态表明研究结果可靠.

关键词：激光加工砂轮修整入射角 CBN砂轮

垂直于工件平面的二维超声振动辅助磨削单晶硅表面形成机制的试验研究

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机械工程学报 2010年第19期46卷 171-176页

作者：梁志强王西彬吴勇波赵文祥彭云峰北京理工大学机械与车辆学院北京100086 秋田县立大学系统科学技术学部厦门大学机电工程系厦门361005

通过单晶硅磨削试验以及单颗金刚石磨粒划擦试验,分析垂直于工件平面的二维椭圆超声振动磨削单晶硅的表面形成机制。椭圆超声振子由压电陶瓷晶体与金属弹性体粘接制成,其伸缩模态和弯曲模态频率相同,当输入具有一定相位差的两个交流电... 详细信息

通过单晶硅磨削试验以及单颗金刚石磨粒划擦试验,分析垂直于工件平面的二维椭圆超声振动磨削单晶硅的表面形成机制。椭圆超声振子由压电陶瓷晶体与金属弹性体粘接制成,其伸缩模态和弯曲模态频率相同,当输入具有一定相位差的两个交流电压信号时产生二维椭圆振动。试验结果表明,由于二维椭圆振动的施加改变了单晶硅的材料去除机制,加工表面质量明显提高,表面粗糙度显著降低,磨削沟槽变浅而宽,切屑变厚而短,单晶硅材料延性域去除比例增加;通过改变超声振动振幅与磨削深度之间大小关系,可实现磨削刃对工件的连续性接触去除和断续性接触去除两种模式的转变。

关键词：椭圆超声振动表面粗糙度磨削切屑单颗金刚石划擦