基于FUZZY和TRIZ的藍(lán)寶石研磨工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多具有各種優(yōu)良性能的非金屬材料被廣泛地應(yīng)用到高精密高技術(shù)領(lǐng)域，藍(lán)寶石材料就是其中之一。本文針對當(dāng)前藍(lán)寶石晶片的機(jī)械加工問題，在超精密研磨加工的理論基礎(chǔ)上，結(jié)合FUZZY理論和TRIZ原理，探討了藍(lán)寶石研磨工藝中的參數(shù)優(yōu)化問題。通過研究以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明了上述優(yōu)化方法的可行性，理論上得到了藍(lán)寶石研磨加工的優(yōu)化參數(shù)組。本文的主要工作和研究成果如下： 1．研究了超精密研磨加工理論、模糊數(shù)學(xué)基本理論和TRIZ發(fā)

2、明創(chuàng)新原理，了解了藍(lán)寶石晶片的研磨工藝過程，確定了藍(lán)寶石晶片研磨加工工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的總體思路。 2．確定藍(lán)寶石晶片研磨工藝的主要參數(shù)如研磨盤轉(zhuǎn)速、研磨加載壓力、研磨顆粒粒徑、研磨液流量、研磨液濃度、研磨盤作為優(yōu)化參數(shù)對象，確定研磨加工表面質(zhì)量參數(shù)如去除率、平面度和表面粗糙度作為主要指標(biāo)，研究了工藝參數(shù)的變化對表面質(zhì)量指標(biāo)的影響。通過單因素實(shí)驗(yàn)法總結(jié)了各工藝參數(shù)對表面質(zhì)量要求的影響度，為模糊數(shù)學(xué)的優(yōu)化分析作基礎(chǔ)，同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)也篩

3、選了較優(yōu)的工藝參數(shù)組，為優(yōu)化結(jié)果的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證作比較。 3．研磨工藝參數(shù)的模糊優(yōu)化采用三角形模糊隸屬函數(shù)建立模型，通過制定模糊規(guī)則和解模糊化得到了各工藝參數(shù)對應(yīng)于表面質(zhì)量要求的優(yōu)先度，從而得出優(yōu)化的研磨工藝參數(shù)組；研磨工藝參數(shù)間的矛盾沖突根據(jù)TRIZ原理來解決，結(jié)合研磨工藝建立了矛盾沖突矩陣表，并確定了優(yōu)化的研磨工藝參數(shù)組。 4．通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了上述優(yōu)化方法的可行性，最后得到了如下結(jié)論：對于材料的粗研磨階段，工藝參數(shù)組一轉(zhuǎn)速3

4、5rpm，下壓力11MPa，磨料粒徑W10，研磨盤采用帶十字槽的鑄鐵盤，研磨液流量240ml/min，研磨液濃度250是優(yōu)化的研磨加工參數(shù)組，表面去除率從28.61nm/min提高到109．2nm/min，表面粗糙度值從136nm減小到25nm，平面度從2.4μm降低到0.31μm；精研磨時(shí)可以采用轉(zhuǎn)速35rpm，下壓力11MPa，磨料粒徑W3.5，研磨盤采用帶十字槽的鑄鐵盤，研磨液流量225ml/min，研磨液濃度250的工藝參數(shù)組，