微细磨粒喷射加工的机理及其实验研究
模具设计与制造毕业设计选题(100个)
模具设计与制造毕业设计选题异形环件热轧制过程数值建模方法与实验研究基于高速开关阀的新型3D打印喷射装置研究基于楔横轧制坯的中空气门终锻成形工艺研究利用组织遗传性双重变质过共晶Al-Si合金的研究管双段胀形铆板试验研究数字化测量下的钣金件贴模度分析与校形设计基于碳纤维复合材料的轻质结构仿生设计及力学性能研究板料渐进边界成形工艺与机理研究等通道转角挤压7075铝合金组织性能演化规律研究铝合金复杂杯形薄壁件冷镦挤成型工艺研究弹簧数控卷绕成形及回弹数值分析基于CAE技术的汽车内饰板翘曲与缩痕的优化研究复合能场作用下电化学磨粒射流加工机理及工艺研究纯铝泡沫的真空发泡制备与力学性能研究用于金属冷塑性变形的新型环保磷化工艺及其应用研究永磁场高硬度导磁材料磁力光整加工试验研究基于电活性生物膜的生物电化学系统及环境效应研究高压扭转对金属锆组织与性能影响高速断续加工过程工件及刀具瞬态切削温度的研究深海用高活性铝合金牺牲阳极电化学性能研究异形件微冲裁有限元分析与模具设计模具形线参数对厚壁封头成形的影响汽油机集成式塑料缸盖罩壳设计及模具开发基于知识的油箱壳冷冲压工艺及模具智能设计方法及应用研究高速铣削RoyAlloy模具钢铣削力及表面质量研究钛合金复杂大件等温局部加载成形极限研究铝合金梯形环塑性成形工艺研究34CrMo4钢冲压气瓶的成形工艺优化压铸与液态模锻复合成形车用空调头盖技术的研究仿鲨鱼皮减阻微沟槽滚压复制技术研究基于数据挖掘的发动机缸盖燃烧室容积制造误差控制方法研究U型调整垫冲裁数值模拟非对称件温楔横轧技术研究基于Moldflow的汽车保险杠成型分析及产品优化设计大尺寸叶片成形过程模拟及实验研究聚合物五腔微管挤出胀大与冷却定型研究新能源汽车全塑车身设计及制造技术研究数控转塔冲床旋转工位传动系统设计与精度研究发动机气门热锻模热机复合疲劳失效分析A公司塑料异型材生产过程质量控制研究青岛YC公司薪酬体系优化研究镀锌板摩擦和成形特性及锌层失效研究陶瓷磨边超声加工电源的研究与设计不同张开度裂纹扩展的模型试验研究K-cor增强泡沫夹层结构力学性能研究基于纸基微流器件的生化量检测中频非平衡磁控溅射制备TiA1N薄膜及其性能研究面向数控加工检测一体化的在线检测系统误差预测与补偿陶瓷无模直写成型技术的研究三维立体增强机织物预制件的开发与研究弹簧数控卷绕成形及回弹数值分析基于CAE技术的汽车内饰板翘曲与缩痕的优化研究复合能场作用下电化学磨粒射流加工机理及工艺研究纯铝泡沫的真空发泡制备与力学性能研究用于金属冷塑性变形的新型环保磷化工艺及其应用研究永磁场高硬度导磁材料磁力光整加工试验研究基于电活性生物膜的生物电化学系统及环境效应研究高压扭转对金属锆组织与性能影响高速断续加工过程工件及刀具瞬态切削温度的研究深海用高活性铝合金牺牲阳极电化学性能研究基于数据挖掘的模具业客户流失分析模具拆装实训系统的开发水泥基模具在冲压成型领域的应用研究高强度钢车身冲压件拉深模具型面设计研究铝合金支架压铸模具设计及工艺模拟自润滑复合叠层陶瓷拉拔模具成形及摩擦磨损性能研究小孔冲裁模具失效分析及提高模具寿命措施研究基于非晶模具的微热压成型工艺优化与性能研究基于加工工艺参数优化的汽车锻压模具高速铣削数据库系统的研究与开发汽车差速器齿轮精锻成形研究基于CAE技术的接线盒注塑成型工艺研究ZG29MnMoNi堆焊过渡层组织和硬度研究及焊接参数优化镁合金板材正反向快速气压胀形数值模拟与实验研究基于CAE技术的汽车覆盖件冲压工艺分析薄壁注塑件成型工艺参数优化研究工艺参数对薄壁塑件成型后的收缩和残余应力的影响规律研究硬质合金刀片压坯密度分布与烧结变形的研究薄壁高筋AM60B镁合金结构件铸-锻复合成形研究汽车覆盖件冲压成形关键技术仿真优化及冲压质量控制研究微深杯成形过程仿真模拟及尺度效应研究变形条件对6061铝合金焊合区晶粒生长影响的研究轻型飞机起落架弹簧钢弯曲回弹及工艺优选研究基于CATIA的汽车覆盖件产品设计同步仿真系统研究摩托车缸体用铝液净化及压铸工艺参数优化SPS制备多孔HA骨修复材料的孔隙特征与力学性能研究H13钢经济高效的预处理工艺研究铝合金控制臂锻造工艺模拟研究A公司新产品供应链成本控制策略研究TC4钛合金TIG填丝堆焊成型技术研究锥形玻璃钢电线杆内固化缠绕机设计基于数据挖掘的模具业客户流失分析模具拆装实训系统的开发水泥基模具在冲压成型领域的应用研究高强度钢车身冲压件拉深模具型面设计研究铝合金支架压铸模具设计及工艺模拟自润滑复合叠层陶瓷拉拔模具成形及摩擦磨损性能研究小孔冲裁模具失效分析及提高模具寿命措施研究基于非晶模具的微热压成型工艺优化与性能研究基于加工工艺参数优化的汽车锻压模具高速铣削数据库系统的研究与开发汽车差速器齿轮精锻成形研究。
磨料喷射微细加工应用基础研究——喷嘴设计及加工试验
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２ ・ ０
《 金剞石与磨料磨具工程》 ４２ 喷射距离参数的影响 ． 为了分析加工 过程参数对喷射加工效 果的影响 ， 采用有机玻璃平板为工件材料 ， 对喷射加工的痕迹进 行 分 析 ， 用 Ｒ ＮＳ Ａ Ｃｃ ｎ 采 Ｅ ＩＨ Ｗ ｙｌ ｅ扫 描 机 （ 度 ０ ｏ 精 ．
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２Ｏ ．（２ ） Ｏ２２ １８
１ ・ ９
磨 料 喷射 微 细 加工 应 用基 础 研 究 喷 嘴 设 计 及 加 工试 验
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５５６ （ １ ３ 汕头市 ） 汕头大学工学院 ０
阎秋压 气体为介质加速磨料对工件形成 冲击、 冲蚀作用而去除材料 的一种 特 种加 工 方法 ， 用于零件 微 细蛄 构的ｂ Ｙ和 零件 的表 面 处理 。本文 主要 分析 了磨 料 喷射 加工 的原理 ， 计 了一 适 － － 设 套原理性试验装王， 通过 实验观察分析 了磨料喷射加工过程 ， 分析 了其加工特性 ， 出了改进方案 。 提 关 键 词 磨 料喷 射加 工 （Ｊ Ａ Ｍ） 特 种加 工 微 细加 工 实验 装王
Ａ Ｓ Ａ Ｔ Ａ ｒｓｅＪｔ ｉｏＭ ｉｍ （Ｊ ＢＴＲ Ｃ ｂａｉ ｏ ￣ｈ ｎ ＡＭＭ）ｉａ ｎｏｖｎｏａ ｖ ｅ Ｍｒ ｇ ｓ Ｉｕｃｎｅｔｎｌ ｌ ｉ
ｐｌａ ｌ ｏｔｅｍｉｒ ｔ ｃｕａ ￣ ｈｍｎ ａ ｄ ｔｅｓ ｄ ｃ ｚａｍｅ ｔｏ ａ ｓ Ｉ ｈｉ ｐ ｐ ｒ ｔｅ ｐ ｎ ｉｌ ｏ ｂ ｒｓｖ ｅ ａ ｌ ｂｅｔ ｈ ｃ ｃｏｓｒ ｔｒｌ， ｉ ｇ ｎ ｈ ｕ 日 ｅｔ ｔ ｎ ｆｐ ｉ ，ｎｔｓ ａ ｅ ．ｈ ｒ ｃｐｅ ｆＡ ａｉｅＪｔＭ — ｕ ， ｅ ｒ ｉ
中国分 类号
ｇ ｓｉ ｕ ｅ ｓＴ ａ ｓ ｓｄ ａ
微磨料水射流抛光硅片的实验研究
第４ １ 卷
３ 试 验 结果分 析
糙 度 逐 渐 趋 于 平 稳 。 原 因 是 ：在 一 定 的 范 围 内 ， 由
实验结果如表 ３ 所 示 ：记 ． 是对应 于表 １中第
一
列中 “ １ ”水平 的 ４个试验结果 之和 ， 为其除 以
４后得 到的平 均数 ，即 ｋ ：Ｍ ／ ４ ；定义极 差 尺为 ， 、
磨粒 浓度
因素 的主次关 系。极 数 差 的大小 反 映 出因素 对 实验结果影 响的大小 ，即 Ｒ越 大对应 列 因素影 响 越 大 。第 １ 列 和第 ４列 的极 差数 分 别 为 ０ ． Ｉ １ ２ ５和 ０ ． １ ５ ５ ，比第 ２列 和第 ３列 的 ０ ． １和 ０ ． ０ ６大 很 多 ， 表 明 Ａ、Ｄ因素 对实验 结 果 的影 响 是 主要 的 ，由极 差 大小顺 序 而 排 出 因 素 的 主次 顺 序 为主 一 次 ：Ｄ、 Ａ；Ｂ、Ｃ ，即靶距 、射 流压 力 、喷 射角 度 、磨 粒 浓
、
表 ３ 磨 料 水射 流 抛 光 实验 结 果 分 析 表
指标
射
力 喷
度 磨
度
误
计
力过 高导 致 喷 嘴 的磨 损 加 图 ４ 射流压力对表面
剧 ， 因此 工 作 压 力 为 ５ ＭＰ ａ 是较为合理的。
粗 糙 度 的 影 响
３ ． ３ 磨粒 浓度 对表 面粗 糙 度的影 响 在 喷射 角度 为 ４ ５ 。 、 ０ ． ７
参数进行抛光实验研究 。
射流压力直接决定着工件表面磨削力 的大小 。针 对此次试 验 ，经 预先测试 ，压 力在 ２～５ Ｍ Ｐ ａ 去 除材 料最 佳 ，此 次 实 验 选 取 射 流 压 力 参 数 为 ２ ，３ ，４ ，
第八届“上银优秀机械博士论文奖”获奖论文
第３０卷第１期中国机械工程V o l．３０㊀N o．１２０１９年１月C H I N A M E C HA N I C A LE N G I N E E R I N G p p．１１８Ｇ１２５第八届 上银优秀机械博士论文奖 获奖论文㊀㊀第八届 上银优秀机械博士论文奖 于２０１８年１１月１０日在中国机械工程学会年会上颁发. 上银优秀机械博士论文奖 由台湾上银科技股份有限公司和中国机械工程学会共同设立,旨在提升中国制造技术的水平,加强高层次创造性人才的培养工作,鼓励创新精神,提高中国机械工程及其自动化领域博士生教育的水平;激发与鼓励中国青年学子投入机械工程及其自动化领域研发及创意应用,培养优秀机械工程人才,增进企业界与学术界间的互动,进而促进机械工业技术的提升与创新.本届 上银优秀机械博士论文奖 共评选出金奖论文１篇,银奖论文２篇,铜奖论文３篇,优秀奖论文５篇,佳作奖论文１０篇,特别奖论文３篇.其中,上银优秀机械博士论文奖特别奖为本届起新增的特设奖项,由上银科技卓永财董事长提议设立.该奖项专为奖励非原９８５高校在机械制造领域,特别是在机床或其基础零部件,以及基础制造工艺的研究方面取得优秀成果的博士论文. 上银优秀机械博士论文奖 设立８年来,影响力越来越大,推动了一批青年学者在机械工程及其自动化领域做出了非常有创新性的研究业绩.序号奖项论文概述１金奖论文名称:C F R P低损伤钻削制孔关键技术研究作㊀㊀者:付㊀饶㊀㊀毕业学校:大连理工大学㊀㊀指导教师:贾振元㊁王福吉㊀㊀轻质高强碳纤维增强树脂基复合材料(C F R P)是运载装备减重增效的优选材料.此类材料构件的装配连接需加工大量连接孔,且制孔损伤容限要求苛刻,但C F R P制孔易在出口区域产生严重损伤,这制约了C F R P的应用.本文建立了C F R P切削加工中单侧弱约束区域材料的单纤维切削和刀具/纤维接触的理论模型,表征了钻削出口材料的切削过程,揭示了单侧弱约束区域纤维㊁树脂及界面的细观去除行为,得到了合理控制切削力㊁抑制钻削出口损伤的理论依据.揭示了温度对C F R P单/多向层合板切削性能的影响规律和钻削C F R P单/多向层合板出口区域的温度分布特征,得到了合理抑制切削温度影响的依据.基于上述两方面研究,提出了 反向剪切 C F R P切削损伤抑制原理,发明了具有反向剪切功能的微齿结构,开创了微齿剪刀切削的钻削刀具设计思想,形成了微齿钻削刀具的设计方法,发明了系列化微齿钻削制孔刀具,实现了C F R P低损伤钻削制孔.提出了在入口侧控制吸入气体的逆向冷却钻削制孔工艺,可控制并降低钻削温度,有效抑制了制孔损伤.刀具和工艺关键技术已应用在多家航空航天企业,为我国航空航天等领域高端装备C F R P构件的研制提供了支撑.２银奖论文名称:基于模态局部化的弱耦合谐振式加速度传感器敏感机理研究作㊀㊀者:张和民㊀㊀毕业学校:西北工业大学㊀㊀指导教师:苑伟政㊁常洪龙㊀㊀微机械加速度传感器在航空航天器的惯性导航㊁地球物理勘探㊁工业与消费电子等领域有着广阔而重要的应用需求,然而,当前国内外的微机械加速度传感器的精度极限受到了微加工技术与检测技术的双重限制而不能大幅提高,因此,发现新的敏感机理成了提高精度㊁突破瓶颈的一个重要途径.本文首次提出将模态局部化现象引入惯性传感器研究,探讨基于模态局部化的弱耦合谐振式惯性敏感新机理,研制基于该机理的加速度传感器.主要成果包括:弱耦合谐振式加速度差分敏感技术,实现了加速度对串联谐振器的差分扰动,提出幅值比检测方法,其灵敏度是传统频率检测法灵敏度的３０２倍,且对封装压力㊁环境温度等易变参数的鲁棒性提高一个数量级;多自由度串联谐振式传感器工作点可调节技术,利用静电负刚度效应消除加工误差造成的结构失衡,实现了工作点可调的工作模式,显著提高了传感器的使用灵活性;模态局部化传感器的大量程线性化实现方法,提出多模态幅值比和的新型输出方式,将模态局部化传感器的线性化量程提高一倍以上;非对称耦合谐振器的馈通信号抑制技术,采用负电流补偿技术减小驱动馈通,大幅提高了幅值频率检测精度.８１１续表序号奖项论文概述３银奖论文名称:级间液压机械双反馈新原理及其在大流量控制阀中的应用研究作㊀㊀者:刘建彬㊀㊀毕业学校:浙江大学㊀㊀指导教师:杨华勇㊁谢海波㊀㊀多级流量阀以液压反馈㊁机械反馈㊁液压跟随以及电反馈等单一级间反馈方式实现先导阀芯对主阀芯的位移控制.随着流量阀应用需求日益提高,探索级间多反馈原理,综合利用各反馈方式的优点,克服单一反馈方式的局限,对高性能流量阀进行深入研究势在必行.本文针对流量阀级间双反馈新原理及应用展开研究.提出了级间液压机械双反馈新原理,双反馈作用互补,使双反馈液压阀具备结构简单㊁密封数量少㊁控制区间宽度大等优点;提出了主阀芯上的带通油孔的减振尾结构,可通过液流冲击作用抵消开启方向的液动力,进而改变阀芯液动力的方向,同时降低液动力幅值;创新设计了先导阀芯尾部的快关阀口结构,快关阀口在先导阀芯关闭至一定开度时打开并直接连通负载口与控制腔,加快控制腔压力的飞升过程,提高两阀芯的关闭速度;级间液压机械双反馈原理大流量负载控制阀样机在汽车起重机变幅系统中的应用试验结果表明,其各项技术指标均达到或超越了相应型号进口垄断负载控制阀.４铜奖论文名称:聚合物微结构成形的介观尺度效应及其本构建模作㊀㊀者:邓宇君㊀㊀毕业学校:上海交通大学㊀㊀指导教师:林忠钦㊁傅铭旺㊀㊀具有表面微细功能结构的聚合物薄膜产品的表面微细功能特征尺寸多在１０~５００μm,其成形加工属于典型的介观尺度制造范畴.随着成形特征尺寸降低至介观尺度,聚合物材料的屈服应力和弹性模量等力学参数呈现出强化的趋势,具有尺度效应.传统的聚合物材料本构模型,无法准确预测聚合物材料介观尺度变形行为,难以指导聚合物表面微细功能结构加工的工艺设计和优化.围绕聚合物介观尺度效应问题,本文研究了宏观尺度下聚合物材料的力学性能,搭建了考虑应变率影响的弹黏塑性模型;开展了不同厚度的聚合物薄膜微弯曲实验,研究了介观尺度下聚合物材料的尺度效应规律,并为了描述介观尺度下聚合物的变形行为建立了应变梯度弹黏塑性本构模型;建立考虑考虑尺度效应的聚合物变形仿真分析的有限元模型;实验分析了聚合物表面微细压印成形中的尺度效应现象,探索了聚合物表面复杂结构大面积微细辊压成形的可行性.５铜奖论文名称:仿生微纳结构黏附机理及其面向智能拾取的黏附传感一体化设计作㊀㊀者:胡㊀鸿㊀㊀毕业学校:西安交通大学㊀㊀指导教师:邵金友㊁丁玉成㊀㊀如何实现微纳仿生黏附结构的批量化制造㊁增强黏附材料的表面适应性㊁感知界面的黏附状态是制约仿生黏附结构工程应用的关键难题.本文以 蘑菇形 微纳仿生黏附结构的规模化制造技术开发为基础,围绕仿生黏附结构的黏附机理及其增强机制,黏附传感一体化设计等内容开展了系统的研究工作,为智能拾取机械手开发提供了新途径.主要研究内容如下:①提出了基于预制结构电场诱导的微纳仿生黏附结构制造新方法,利用电场驱动的材料流变生长和界面润湿效应,实现了异型仿生黏附结构的可控制造.②建立了基于变厚度薄板大挠曲变形的脱黏力学模型,量化了真空效应与摩擦力对法向黏附力的贡献,实现了黏附结构的优化设计.③提出了以 蘑菇形 结构为接触单元的离散支撑多级结构(dＧD A F),通过引入可弯曲薄膜基底,有效提升了粗糙表面的黏附强度.④设计制造了具有接触状态感知功能的自传感黏附结构,实现了界面黏附与界面状态监控的一体化集成,为智能机械手开发提供了新途径.⑤提出了气压调控的黏附/脱附控制方法,开发了智能拾取机械手,实现了多种典型物体的智能抓取和释放.６铜奖论文名称:K D P晶体修复用球头微铣刀及其对表面质量影响的研究作㊀㊀者:陈㊀妮㊀㊀毕业学校:哈尔滨工业大学㊀㊀指导教师:陈明君㊀㊀磷酸二氢钾(p o t a s s i u md i h y d r o g e n p h o s p h a t e,K D P)晶体是核聚变装置中必不可少的光学元件,但K D P晶体在连续高能激光打靶和超精密加工时会产生微缺陷点,需要对其进行及９１１第八届 上银优秀机械博士论文奖 获奖论文续表序号奖项论文概述时处理.然而,由于K D P晶体的软脆特性,在微铣削修复缺陷点时,容易在修复曲面出现脆性点及耕犁效应区域.以有限元仿真铣削过程中的切削力㊁微铣刀和K D P晶体切削区最大拉应力为球头微铣刀几何参数优选的主要评价指标,获得了几何参数对K D P晶体微铣削质量的影响规律,并优选了法向前角㊁法向后角和刀刃钝圆半径.通过自制和商用微铣刀的切削对比实验验证了所设计球头微铣刀的切削性能.结合切削过程中切削厚度㊁最小切削厚度和切削力之间的周期性,建立了切屑形成的理论预测模型,得出微铣削K D P晶体的最小切削厚度.随着刀刃钝圆半径的增加,最小切削厚度呈增长趋势;当每齿进给量与刀刃钝圆半径的比值小于０．５时,微铣削加工中存在剧烈的尺寸效应.通过分析球头微铣刀铣削K D P晶体过程中的切削力㊁切削比能㊁所加工微槽及切屑形貌,获得了球头微铣刀铣削K D P晶体过程中尺寸效应㊁塑性域及脆性域铣削参数范围,优选了铣削参数.所加工的高斯曲面粗糙度R a值均小于３２n m,满足激光打靶要求,从而验证了自行研制球头微铣刀和优选铣削参数的合理性.７优秀奖论文名称:超导磁力与液膜力复合轴承的应用基础研究作㊀㊀者:许吉敏㊀㊀毕业学校:西安交通大学㊀㊀指导教师:袁小阳㊀㊀论文以液氢液氧火箭涡轮泵为应用背景,将超导磁悬浮技术与流体支撑技术引入到涡轮泵轴系支撑中,提出了新型超导磁力与液膜力复合轴承.围绕磁液两种力场的物理复合㊁结构实现及复合轴承的服役性能和模拟涡轮泵工况的高速试验等重要应用基础问题,开展理论和试验研究.取得的创新成果有:针对高速和可重复使用火箭涡轮泵给出了磁液优势互补㊁启停磨损与高速振动稳定性较优的复合轴承设计;研究了先进的超导瓦块制备工艺技术,为超导磁液复合轴承构建提供了高性能关键组件,悬浮力密度最高约为１２．４N/c m２,达到了国内外先进水平;建立了以微小间隙为特色的超导磁力仿真研究和测量体系,为复合轴承的磁力设计奠定了理论和物质基础;建立了复合轴承热黏磁性能分析模型,研制了高速立式试验台,开展了最高转速１００００r/m i n的试验研究,验证了磁液复合的可行性和先进性.论文形成了复合轴承设计技术基础㊁复合轴承制造技术基础㊁超导磁力理论与实验技术基础㊁复合轴承计算与试验的成套工程技术基础,为复合轴承在我国新一代高速㊁可重复使用火箭涡轮泵的应用奠定了基础.８优秀奖论文名称:动轴变速齿轮传动理论及应用作㊀㊀者:郑方焱㊀㊀毕业学校:武汉理工大学㊀㊀指导教师:郭孔辉㊁华㊀林㊀㊀目前齿轮理论以定轴传动为基本点,规定两齿轮轴线的相对位置在传动中不变.若假设齿轮轴线相对运动,可得到动轴齿轮传动.本研究提出动轴齿轮传动的基本假设,尝试建立动轴变速比齿轮传动理论体系.①传动原理:提出动轴齿轮传动基本概念,将传动中轴线夹角和偏置定义为主动轮转角的函数;建立动轴齿轮传动的基础椭球面坐标系,研究瞬轴面㊁横断面与轴向面的几何性质,讨论点啮合空间齿轮传动的节曲面.②几何设计:研究线接触共轭齿面的产形原理和方法,研究产形轮的几何性质,提出产形轮齿面的自由构造方法,推导线啮合共轭齿面的方程,应用于线啮合齿轮传动设计;研究点接触共轭齿面的产形原理和方法,建立产形轮的运动标架和位姿,推导空间点啮合共轭齿面方程,应用于空间点啮合齿轮传动设计;研究基础齿条齿面的自由修形原理和方法,推导局部修形齿面方程,开发修形设计软件.③加工制造:建立能适用于众多工艺类型和机床形式的齿轮展成法制造联动数学模型,研究插齿和铣齿非圆齿轮的联动模型,开发各类齿轮制造软件平台.④传动机构:提出动轴齿轮传动机构的概念,研究单级和二级变中心距齿轮传动,开发非圆齿轮系列分割器产品.０２１中国机械工程第３０卷第１期２０１９年１月上半月续表序号奖项论文概述９优秀奖论文名称:石英玻璃的高效可控精密磨削机理研究作㊀㊀者:王㊀伟㊀㊀毕业学校:山东大学㊀㊀指导教师:王㊀军㊁姚㊀鹏㊀㊀本文针对目前石英玻璃光学元件加工效率低,塑性域磨削难以实现的问题,研究了石英玻璃的高效可控精密磨削机理.①通过室温和高温纳米压痕实验研究了温度对石英玻璃变形和裂纹扩展机理的影响.室温下石英玻璃的微观结构不致密,且裂纹容易成核扩展,塑性域加工困难.在高温下石英玻璃的力学性能得到改善,适于塑性域加工.②建立了单颗磨粒划擦石英玻璃的弹性应力场解析模型,研究了裂纹成核位置与序列及其对材料去除机理的影响.在划擦过程中,中央裂纹最先成核,其深度决定了材料的裂纹损伤深度.侧向裂纹㊁赫兹裂纹和径向裂纹交织扩展,引起材料的脆性域去除.③建立了单颗磨粒划擦原始损伤表面的裂纹失稳扩展临界函数,研究了石英玻璃表面微裂纹损伤的可控磨削机理.随着单颗磨粒磨削深度的增加,材料的磨削机理依次是塑性域去除㊁低载半脆性域去除㊁全脆性域去除和高载半脆性域去除.对石英玻璃进行全脆性域磨削时,磨削力低,砂轮自锐性好,能获得材料去除率较高㊁质量较好的磨削表面.④采用大磨削深度干磨削石英玻璃,改善了石英玻璃的塑性加工性能,实现了高效塑性域磨削.建立了石英玻璃的干磨削温度场理论模型,通过红外透射测温法在线测量了石英玻璃的干磨削温度.１０优秀奖论文名称:高精度激光差动共焦超长焦距测量方法与技术研究作㊀㊀者:李志刚㊀㊀毕业学校:北京理工大学㊀㊀指导教师:赵维谦㊀㊀开展高精度超长焦距的测量方法和技术研究对激光聚变系统㊁空间光学系统和高能激光武器等大型光学系统领域具有重要应用价值,论文完成的工作有:开展了一种具有参考镜焦距和组合透镜间隔自校准能力的激光差动共焦组合焦距测量方法研究;构建了激光差动共焦组合超长焦距测量光路,建立了测量光路三维点扩散函数理论模型;提出了参考镜焦距和镜组间隔自校准方法,解决了组合测量法中参考镜焦距和镜组间隔校准难题;提出了一种被测镜曲率半径高精度测量的激光差动共焦超大曲率半径测量方法;参与研制了首台测量口径ϕ６１０mm 超长焦距测量系统,开展了系统误差分析和实验研究,结果表明,对３１．２m焦距相对重复测量精度为０．００３４％(３４p p m),对１２m焦距相对重复测量精度为０．００４４％(４４p p m).综上,本文提出了一种具有参考镜焦距和组合透镜间隔自校准能力的激光差动共焦超长焦距测量方法,并研制了一套大口径超长焦距测量系统,验证了所提方法可行性,为解决大口径超长焦距的高精度测量难题提供了一条全新的技术途径.１１优秀奖论文名称:冷等离子体辅助金刚石切削黑色金属基础研究作㊀㊀者:黄㊀帅㊀㊀毕业学校:大连理工大学㊀㊀指导教师:徐文骥㊁刘㊀新㊀㊀缺乏抑制刀具磨损的有效方法是制约黑色金属金刚石超精密切削技术进步的瓶颈问题.论文利用冷等离子体射流的载能活性粒子比碳原子更易与铁原子快速结合形成更强化学键和冷却润滑效果好的特点,将其施加于切削界面,实时降低刀工界面的化学亲和性和改善切削区的热力作用,从而抑制金刚石切削黑色金属时的刀具磨损.①研制了冷却润滑效果好㊁易输送至刀工接触界面进行特性调控的大气压柔性冷等离子射流,采用分子动力学㊁热分析㊁摩擦磨损等理论和试验方法研究了冷等离子体射流辅助切削的作用机理,并进行了基础的切削试验.②分子动力学模拟和热分析试验发现,氮冷等离子体可降低黑色金属对金刚石的化学亲和性.不同氛围中的N A K８０/金刚石摩擦副的摩擦磨损试验结果表明,氮气射流和氮冷等离子体射流可减轻摩擦副的氧化磨损,氮冷等离子体有利于减轻摩擦副的黏着磨损.③研制了振动特性可控的超声椭圆振动装置,切削试验结果表明冷等离子体和超声椭圆振动共同作用时,抑制金刚石刀具磨损的效果最佳,有效切削距离可提高１０倍,且工件的表面粗糙度最低,同时有利于抑制金刚石刀具的扩散磨损.１２１第八届 上银优秀机械博士论文奖 获奖论文续表序号奖项论文概述１２佳作奖论文名称:强磁场环境下含有纳米添加物的陶瓷结合剂C B N砂轮制备技术及其磨削作㊀㊀者:李灏楠㊀㊀毕业学校:东北大学㊀㊀指导教师:于天彪㊁D r a g o sA x i n t e㊀㊀针对我国目前高性能陶瓷C B N砂轮制备方面的落后现状,本文将纳米材料技术和强磁场材料制备技术引入到了砂轮制备过程中,制得了具有特定磨粒取向和致密结合剂结构的纳米陶瓷结合剂C B N砂轮.具体研究内容包括:①将纳米材料添加至传统陶瓷结合剂配方中,并通过开展正交试验优化了纳米陶瓷结合剂的组分配方和各组分占比,制得了烧结工艺性和机械性能均优于传统结合剂的纳米陶瓷结合剂.②将强磁场材料制备技术引入至砂轮烧结过程中,制得了具有特定磨粒取向和致密结合剂结构的强磁场纳米陶瓷C B N砂轮,并对重要的制备工艺参数进行了优选.③分别针对金属和硬脆材料不同磨削去除机理,提出了考虑磨粒和工件间瞬态微观接触状态的磨后表面形貌㊁磨削力以及磨削温度仿真建模方法,为分析本文砂轮特殊结构与其磨削性能间关系提供了分析方法和手段.④通过磨削实验对比了强磁场砂轮和普通陶瓷C B N砂轮在磨后工件表面完整性㊁磨削力以及磨削温度方面的磨削性能,并对砂轮磨削性能优越性进行了定性解释.１３佳作奖论文名称:基于多视觉特征获取与融合的焊道轨迹自动识别作㊀㊀者:曾锦乐㊀㊀毕业学校:清华大学㊀㊀指导教师:都东㊀㊀在机器人化精密焊接过程中,利用视觉方法实时检测焊道实际位置,以补偿实际焊道轨迹与机器示教轨迹间的偏移,对保证焊接产品质量具有重要意义.国内外已有研究往往针对焊道与母材的几何结构特征差异,采用结构光等单一视觉特征检测方法识别焊道位置.此类基于单一视觉特征的检测方法无法适用于航空航天等领域的强镜面反射表面工件细隙焊道轨迹精密检测以及能源装备等领域的中厚板多层多道焊接轨迹自动识别等场合.本文研究了焊道区多视觉特征同步获取方法,并对多种视觉特征信息进行融合处理,获得更为准确的焊道轨迹检测结果,解决了强镜面反射表面工件细隙焊道三维轨迹自主辨识㊁中厚板多层多道焊智能排道与自动跟踪等国际焊接领域难题,并在航空航天制造㊁能源装备制造等领域开始得到应用,显示出了良好前景,为实现焊接过程智能控制提供了基础.１４佳作奖论文名称:复杂型面薄壁回转体零件旋印电解加工基础研究作㊀㊀者:王登勇㊀㊀毕业学校:南京航空航天大学㊀㊀指导教师:朱㊀荻㊁朱增伟㊀㊀机匣是一种大型薄壁回转体零件,是航空发动机的核心部件,其壁薄㊁外形结构复杂㊁材料去除量大,存在加工精度差㊁效率低等瓶颈.为此,本文提出机匣旋印电解加工技术,采用带有窗口的回转体工具电极,通过工件与工具的同步对转,实现机匣复杂凹凸形面的一次性无变形加工,对于薄壁机匣加工具有独特的优势.本文建立旋印电解加工数学模型,得出凸台动态成形规律;揭示对转脉动态下材料电化学溶解机理,得出材料蚀除速率与钝化膜破裂时间㊁电极转速的变化规律;提出钝性金属涂层及正电位辅助电极两种抑制杂散腐蚀方法,显著提高凸台成形精度;提出基于阴极窗口运动轨迹优化的回转体工具设计方法,并开发出阴极设计软件;最后,研制出旋印电解加工机床,并实现薄壁机匣样件的一次性加工成形,表面粗糙度R a可达０．２μm,最小壁厚０．９６mm,壁厚均匀性小于０．１mm,凸台轮廓精度满足设计要求.１５佳作奖论文名称:基于双高斯分层表面理论的密封摩擦磨损研究作㊀㊀者:胡松涛㊀㊀毕业学校:清华大学㊀㊀指导教师:刘向锋㊀㊀机械密封作为旋转机械的关键部件,广泛应用于核电能源㊁石油化工㊁航空航天等领域.作为密封副的 指纹 ,端面形貌在摩擦磨损中形成机理与功能性能的揭示与利用,是保证长使役周期内密封性能稳定可靠的关键内容.学者多以单层表面视角来认识表面,增加了准确表征表面形貌特征并揭示其形成机理与功能性能的难度.论文基于双高斯分层表面理论提出适 ２２１中国机械工程第３０卷第１期２０１９年１月上半月。
砂轮约束磨粒喷射精密光整加工微观形貌及耐腐蚀特性研究
文 献标 识码 Ａ
关键词
精 密光整加工 ； 表面形貌 ； 粗糙度 ； 耐腐蚀特性
Ｔ ５ Ｇ８
中 图分 类 号
Ｉ ｖ ｓｉａ ｉｎ ｏ ｍ ｉｒ ｓ ｏ ｉ ｏ ｐ ｌｇ ｎ ｒ ｓｏ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｎ ｅ ｔｇ ｔｏ ｎ ｃ ｏ ｃ ｐ ｃ ｍ ｒ ｈｏ ｏ ｙ ａ ｄ ｅ ｏ ｉ ｎ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉｓ
ｍｉｒ ｃ ｓ ｃ ￣ ｏ ｅｒ ａ ａ ｔｒ ｒ ａ ｕｒ ｄ ｗｉｈ ＴＡＬＹＳＵＲＦ ｉｓｒ ｃ ｏ ｏ ｍｉ ｍ ｔｙ ｐ ｍｅｅ ｗｅｅ ｍｅ ｒ ｓ ｓ ｅ ｔ ５ ｎ ｔｕｍｅ ｔ Ｔ ｅ ｍｅ ｓ ｅ ｎｔｒ ｓ ｌｓ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅ ｐ ｏ ｌ ｎ ． ｈ ａ ｕｒｍｅ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｒ ｆ ｅ ｉ
ｓ ｒ ｓｒ ｉｔ ｅ ｅ ｅ ａｕ ｔｄ ｎ ｌ ｚ ｄ ｈ ｃ ｉ ｅ ｓ ｒ ｃ ｒ ｈ ｌｇ Ｗ ａ ｅ ｔａｎ ｗ ｒ ｖ ｌ ａ ｅ ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ． Ｔ ｅ ｍａ ｈ ｎ ｄ ｕ ａ ｅ ｍｏ ｐ ｏｏ ｙ ａ ｓ ｄｅ ｕ ｉｇ Ｓ Ｍ ａ ｄ ｍｉｒ ｓ ｏ ｅ ａ ｄ ｎ ｆ ｓ ｔ ｉｄ ｓｎ Ｅ ｕ ｎ ｃｏｃ ｐ ， ｎ
ｉ ｓ ｄｂ ｂ ａｉ ｅ ｈ ｇ ｎ ｉｇｗｈ ｅ ａ ｅｔ ｉｔ ｆ ｉ ｅ ｙａ ｒｓ ｅｊｔ ｔ ｒ ｄｎ ｅｌ ｓｒｓ ａｎ ｎｈ ｖ ｗｉ ｉ ｒ
Ｌ ａ ｇ ｅ Ｘｉ ｉｈ ｏ ｉ Ｃｈ ｎ ｈ ｕ Ｓｈｃ ａ Ｌｕ Ｆ ｎ ￣ Ｃａ ａ ｇ ｉ ｉ ｅ ｇ ｉ Ｇｕ ｎ ｑ
ｌｎｉ ｄｎ ａａ ｅ ｒ ａｕｓｓｃ Ｒ 、 ｎ ｆ ｒ ｉ ｔ ｎｓｉｇｓｒ ｃ ｉ ｉｉ ｅ ｙ ０ 一 ０ ｉ ｏ ａ ｓｎ ｏｇ ｕｉａ ｐ ｒｍ ｔ ｅ ， ｈａ Ｒ 、 。Ｒ ａ ｄＲ ｏ ａ ｖ ｊ ｉ ｎ ｆ ｅｄｍｎｓ ｄｂ ％ ５ ％ ｎｃｍｐｒ ｏ ｔ ｌ ｅｖ ｌ ｕ ｓ ｂ ａ ｓ ｅｅｆ ｈ ｉ ｕａ ｈ ３ ｉ
微细加工
1.精度表示方法
一般加工，其精度用误差尺寸与加工尺寸比值表示；微细加工，其精度用误 差尺寸绝对值表示。
在微细加工时，由于加工尺寸很小，引入了加工单位尺寸的概念。加工单位 尺寸简称加工单位，它表示去除材料的大小。例如，原子加工单位表示能去除一 个原子。显然，加工单位越小，可获得的精度就越高。
第三章 现代制造工程加工技术
SPM探针
介质中的分子 电化学作用区
偏置电压
电致刻蚀原理
第三章 现代制造工程加工技术
到目前为止，利用电脉 冲诱导氧化方法，已经在多 种半导体和金属（如Si，Cr， Nb，GaAs，Au和Ti等）表 面上，制备了所需的纳米结 构或器件。中国科学院分子 结构与纳米技术重点实验室 在氢钝化的p型Si（111）表 面上，利用此法刻蚀出了图 案清晰的中国科学院院徽。
第三章 现代制造工程加工技术
②微细加工刀具 微细切削加工一般采用单晶金刚石刀具。
各种单晶金刚石刀具
单晶金刚石铣刀刃形
第三章 现代制造工程加工技术
2. 微细车削加工
日本通产省工业技术院机械工程实验室（MEL）于1996年开发了世界上第 一台微型化的机床——微型车床。
世界第一台微细车床
车削轴的直径： 0.02mm
高的定位精度和重复定位精度，高平稳性的进给运动。
低热变形结构设计。
刀具的稳固夹持和高的安装精度。
高的主轴转速及动平衡。
稳固的床身构件并隔绝外界的振动干扰。
具有刀具破损检测的监控系统。
第三章 现代制造工程加工技术
C轴回转工作台 刀具 空气涡轮主轴 B轴回转工作台 X导轨 C 工件 Z导轨
B
空气油减振器
移动 完成
提取
放置
精密加工课后习题答案
1-1试述精密和超精密加工技术对发展国防和尖端技术的重要意义。
精密和超精密加工是国际竞争取得成功的关键技术。
许多现代技术产品需要高精度制造。
发展尖端技术，发展国防工业，发展微电子工业等都需要精密和超精密加工制造出来的仪器设备。
1-2从机械制造技术发展看，过去和现在达到怎样的精度可被称为精密和超精密加工精密加工：加工精度0.1～1um表面粗糙度Ra在0.02～0.1um超精密加工：加工精度高于0.1um表面粗糙度Ra小于0.01um1-3精密和超精密加工现在包括那些领域。
1）超精密切削（各种镜面）2）精密和超精密磨削研磨（集成电路基片和高精度磁盘）3）精密特种加工（电子束、离子束加工使美国超大规模集成电路线宽达到0.1um）1-4试展望精密和超精密加工技术的发展。
对精密和超精密加工技术给予足够的重视，投入较多的人力物力进行研究和发展，在生产中稳定纳米加工，扩大应用亚微米加工技术，并开始纳米级加工的试验研究，则在10～15年内有希望达到美国等先进国家的水平。
可先在某些单项技术上取得突破，逐步使我国的精密和超精密加工技术达到国际先进水平。
1-5我国的精密和超精密加工技术和发达国家相比情况如何与发达国家相比，仍有不少的差距。
不少精密机电产品尚靠进口。
有些靠老工人手艺，且报废高。
某些精密机电产品我国虽已能生产，但其中的核心关键部件仍需依靠进口，我国每年需进口大量尚不能生产的精密数控机床设备。
1-6我国要发展精密和超精密加工技术，应重点发展哪些方面的内容?1）超精密切削、磨削的基本理论和工艺2）超精密设备的关键技术、精度、动特性和热稳定性3）超精密加工的精度检测、在线检测和误差补偿4）超精密加工的环境条件；5）超精密加工的材料2-1金刚石刀具超精密切削有哪些应用范围?用于加工铝合金、无氧铜、黄铜、非电解镍等有色金属和某些非金属材料。
用于加工陀螺仪、激光反射镜、天文望远镜的反射镜、红外反射镜和红外透镜、雷达的波导管内腔、计算机磁盘、激光打印机的多面棱镜、复印机的硒鼓、菲尼尔透镜2-2金刚石刀具超精密切削的切削速度如何选择？根据所使用的超精密机床的动特性和切削系统的动特性选取，即选择振动最小的转速。
热喷涂技术制备减摩耐磨膜层及其摩擦磨损机理
用于表面有磨损的转动零部 件，如阀门、柱塞、轴颈、 导轨、叶片等。可以是高温 磨损，也可以是低温磨损。
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自润滑减磨涂层 常用于具有低摩擦系数 的可动密封零部件，涂 层的自润滑性能好，并 有较好的结合强度和间 隙控制能力。
抗腐蚀涂层 常用于海上船舶、卫星 塔架、桥梁、化工石油 机械、铁路车辆等。涂 层在喷涂后大多需要封 孔之后使用。
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涂层在承受交变的接触应力 时，其次表面发生的塑性变 形更容易诱发微观裂纹在微 缺陷、未熔颗粒和层状结构 界面处萌生并随机扩展，当 裂纹扩展连接到一定程度的 时候，则会产生主裂纹(Main crack)，主裂纹处极易发生断 裂失稳产生剥落，这可能是 浅层剥落失效的主导机制。
即将剥落位置的截面微观形貌
体表面而形成连续的涂层。在
电弧喷涂原理示意图 1-电源；2-金属丝；3-送丝滚轮；4-导电块；5-导电嘴； 6-空气喷嘴；7-电弧；8-喷涂射流；9-工件；10-涂层
电弧喷涂过程中，雾化的颗粒 速度最高达180m/s - 335m/s， 电弧最高温度可达5000℃。
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涂层具有高强度和优异的涂层性能
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二、如何“穿上战衣”
2.1热喷涂流程
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表面预处理
预热
喷涂
涂层的后处理
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表面预处理
净化处理的 目的
粗化处理的 目的 增加涂层和基材表面 之间的接触面，提高 涂层的结合强度，还 可以改变涂层中残余 应力的分布。常用的 粗化处理方法有:喷 砂、机械加工法、喷 涂自粘结材料作结合 底层等。
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电 弧 喷 涂 特 点
电弧喷涂的效率高
电弧喷涂的节能效果突出，能源利用率高
电弧喷涂费用低，十分经济
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南京航空航天大学硕士学位论文微细磨粒喷射加工的机理及其实验研究姓名：王家明申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：谷安2011-03南京航空航天大学硕士学位论文摘要微细磨粒喷射加工(Micro-Abrasive Jet Machining, MAJM)是利用微细磨粒和高压气体的高速混合流冲击工件材料从而达到去除材料的一种加工方法。
通过建立脆性材料的有限元分析模型，对微细磨粒冲击脆性材料的过程进行仿真，以分析脆性材料的去除机理，通过喷射加工实验证明了微细磨粒喷射加工的可行性，主要内容包括：(1) 选择合适的脆性材料模型，运用ANSYS/LS-DYNA仿真微细磨粒冲击脆性材料的过程，通过对结果的处理，分析了脆性材料的冲蚀机制，得出了凹坑直径随着冲击速度以及圆度因子随着冲击角度的变化规律。
(2) 基于流体力学的相关理论，设计了一套喷射加工实验装置；分析了喷嘴内的气—固两相流运动状态，给出了气体压力和微粒速度的数学关系式。
(3) 运用喷射加工实验装置对玻璃进行了喷射加工实验，通过对实验和仿真结果的比较，分析喷射加工脆性材料去除的机理，得出了喷射距离、喷射时间、喷射压力、喷射角度对凹坑直径和圆度因子的影响规律；另外利用该装置在玻璃上加工了一些试样，验证这种方法的可行性。
关键词：微细磨粒喷射加工，有限元模型，仿真，凹坑直径，圆度因子ABSTRACTMicro-Abrasive Jet Machining is a processing method, which utilizes the high-speed mixture flow of micro-abasive and high-pressure gas impacting workpiece so that the materials are dislodged. In this thesis, the finite element model of the brittle materials is built, then the process of micro-abasive impacting on brittle materials is simulated, therefore erosive mechanism of brittle materials is analyzed, finally the feasibility is proved by jet experiment, the scope of topics covers：(1)The brittle material model is chosen, and the process of micro-abasive impacting on brittle material is simulated by ANSYS/LS-DYNA.By dealing with the results, not only the erosive mechanism is analyzed, but also the variation discipline of diameter of crater with impacting velocity and sphericity with impacting angle is educed.(2)Based on the correlation theory of hydromechanics, a jet experiment device is designed. After the analysis of gas-solid phase in nozzle, mathematical relation between micro-abasive velocity and gas pressure is presented.(3)The jet experiment on glass is carried out by jet experiment device, and after the comparison between the experiments and simulating results is made, the erosive mechanism of the brittle materials on the process of Micro-Abrasive Jet Machining is analyzed, and influencing disciplines of diameter and sphericity of crater with jet distance, time, pressure, and angle are educed；some patterns are machined and its feasibility is proved.Keywords: Micro- Abrasive Jet Machining, finite element model, simulated, diameter of crater, sphericity of crater图表清单图1.1 微细磨料喷射加工示意图 (2)图1.2 微细悬臂梁和微流体芯片 (6)图1.3 间歇式喷射加工原理 (6)图2.1 微粒冲击脆性材料的裂纹形成机制 (8)图2.2 单个微粒冲击玻璃材料示意图 (10)图3.1 ANSYS/LS-DYNA求解过程 (16)图3.2 微磨料冲击玻璃的有限元模型 (18)图3.3 模型的约束 (19)图3.4 磨料的位置坐标和动能变化曲线图 (21)图3.5 微粒冲击脆性材料的等效应力图 (21)图3.6 不同速度的氧化铝磨料冲击玻璃后的横截面形状 (22)图3.7 不同微粒速度下凹坑平均直径的变化曲线 (23)图3.8 凹坑直径与微粒速度的关系曲线 (23)图3.9 凹坑圆度因子示意图 (24)图3.10 微粒60°倾斜角冲击玻璃后材料截面形状 (24)图3.11 凹坑最大直径和最小直径随着冲击角度的变化曲线 (25)图3.12 凹坑圆度因子随着冲击角度的变化曲线 (25)图4.1 实验设备总体连接图 (27)图4.2 常见的喷嘴图 (28)图4.3 常用喷嘴内部结构图 (29)图4.4 重力式供料和吸入式供料原理 (30)图4.5 直压式供料和振动式供料原理 (30)图4.6 搅拌式供料原理 (30)图4.7 喷嘴的二维图和实物图 (31)图4.8 喷嘴体的二维图和实物图 (31)图4.9 连接帽的二维图和实物图 (32)图4.10 喷嘴工程装配图 (32)图4.11 喷嘴实物图 (32)图4.12 实验装置图 (33)南京航空航天大学硕士学位论文图5.1 气体在喷嘴内的简化图 (38)图5.2 粒子加速示意图 (40)图5.3 气体速度、微粒速度和气体压力关系曲线 (42)图6.1 利用遮蔽平板加工微孔示意图 (45)图6.2 TH-2视频显微镜测量系统 (46)图6.3 TH-2视频显微镜 (47)图6.4 载玻片 (47)图6.5 磨料放大图 (48)图6.6 不同喷射距离加工孔的形状 (49)图6.7 凹坑平均直径、圆度因子随着喷射距离的变化关系图 (50)图6.8 不同喷射时间加工孔的形状 (51)图6.9 凹坑直径、圆度因子和喷射时间的关系曲线图 (52)图6.10 不同喷射压力加工孔的形状 (53)图6.11 凹坑直径、圆度因子和喷射压力的关系曲线图 (53)图6.12 凹坑直径随喷射压力变化的实验和仿真对比曲线图 (54)图6.13 不同喷射角度加工孔的形状 (55)图6.14 凹坑直径随着冲击角度的仿真和实验变化曲线 (56)图6.15 凹坑圆度因子随着冲击角度的变化曲线 (56)图6.16 白刚玉冲击玻璃后的表面形状 (57)图6.17 喷射加工的试样 (58)表1.1 加工类型和常用磨料 (4)表3.1 氧化铝材料参数 (17)表3.2 玻璃材料JH-2模型参数 (17)表3.3 PART具体信息 (19)表3.4 凹坑直径与微粒速度的关系表 (23)表3.5 凹坑直径、圆度因子随着微粒速度变化表 (24)表5.1 气体速度、微粒速度和气体压力关系表 (41)表6.1 氧化铝磨料物理参数 (47)表6.2 喷射参数表 (48)表6.3 凹坑的平均直径、圆度因子随着喷射距离的变化关系表 (49)表6.4 凹坑直径、圆度因子和喷射时间的关系表 (51)表6.5 凹坑直径、圆度因子和喷射压力的关系表 (52)微细磨粒喷射加工的机理及其实验研究表6.6 喷射角度对加工的影响实验结果 (55)承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文第一章绪论1.1 课题的研究意义当今世界科技迅速发展，一些硬度、脆性和熔点高的材料越来越多的应用于微型机械中。
例如半导体零件、微机电部件和传感器，因此必须发展硬脆性材料如玻璃、陶瓷等的微加工技术，考虑到它们硬度很大而且不导电，用传统的加工方法很难做到，特别是要在零件的材料上打孔或者刻槽[1-3]。
微细磨粒喷射加工(Micro-Abrasive Jet Machining, MAJM)可以很好的解决这些硬脆性材料的加工问题，它的原理是利用微细磨料和高压气体的混合，通过专门设计的喷嘴后，微细磨料被加速后射向工件材料，依靠磨料的冲刷、抛磨作用达到去除材料的一种加工方法[4]。
这种加工方法能量集中、没有污染、材料去除率较低，比较适合于加工水晶、陶瓷、玻璃等硬脆性材料的加工[5]，这种技术在加工半导体、微型电子元器件等方面的应用越来越广泛。
鉴于以上优点，微细磨料喷射加工被越来越广泛地应用在航空、机械、医疗器械、模具等领域中，应用潜力巨大。
1.2 微细磨粒喷射加工的原理和特点伴随着加工技术研究的发展，一些崭新的加工方法应运而生。
比较常见的有以下几种;(1)激光加工激光加工的原理是当激光照射在工件的加工部位时，工件材料迅速被溶化，随着激光能量的不断被吸收，凹坑内的金属蒸气迅速膨胀，压力突然增大，致使熔融物爆炸式地高速喷射出来，在工件内部形成方向性很强的冲击波，进而产生微孔。