摘要：目的 对半导体晶片抛光过程中的工艺参数、耗材使用量、抛光垫状态参数等多源数据预处理后进行数据融合,建立材料去除率(MRR)预测模型,为实现半导体晶片抛光加工工艺的决策和处理奠定基础。方法 研究晶片抛光加工中的数据特点及数据融合需求,提取数据集中每个晶片加工过程中的统计特征并生成新数据集,同时引入邻域特征以应对晶片加工过程中动态因素对材料去除率的影响。提出基于深度自动编码器的多源数据融合及材料去除率预测方法。设计深度自动编码器参数,优化深度自动编码器的损失函数从而增强深度自动编码器对强相关性特征变量的重建。基于深度自动编码器进行多源传感器信号融合,降低数据维度。使用超参数搜索算法优化BP神经网络超参数,利用BP神经网络方法将融合后的数据进行半导体晶片抛光过程中的材料去除率预测。结果 采用PHM2016数据集对模型进行验证,均方误差MSE达到7.862,相关性R^(2)达到91.2%。结论 基于多源数据的融合模型能有效预测MRR,可以对半导体晶片CMP工艺过程的智能决策与控制起到良好的辅助作用。

摘要：目的研究球面滚子在剪切增稠抛光过程中,不同抛光参数对表面粗糙度的影响,获得滚子光滑滚动面,并优化抛光工艺参数。方法基于田口实验设计,以表面粗糙度Sa为评价指标,分析磨粒种类、磨粒浓度、抛光转速、抛光间距等4个抛光工艺参数对球面滚子剪切增稠抛光后表面粗糙度的影响。通过实验分析表面粗糙度Sa的信噪比结果,得出最优的参数组合,并通过摩擦磨损实验评价抛光表面的摩擦磨损性能。结果得到了优化的工艺参数,Al_(2)O_(3)与SiO_(2)混合磨粒的质量比为1∶1,磨粒的质量分数为10%,抛光转速为70 r/min,抛光间距为4 mm,抛光时间为30 min。在此优化的工艺参数下,球面滚子表面粗糙度Sa从(40±10)nm降至(8.51±2)nm。结论剪切增稠抛光可以有效地去除球面滚子的表面缺陷,且在抛光过程不会改变滚子的圆度,抛光后滚子表面的摩擦因数减小,表面不易发生氧化物堆积。采用剪切增稠抛光可以有效提高GCr15球面滚子的表面质量。

摘要：改善沟道工作表面完整性是解决轴承可靠性寿命低、摩擦功耗高、振动噪声不稳定等技术难题的有效手段。在综合调研国内外学者对广义表面完整性研究的基础上,提出了轴承沟道表面完整性特征参数的定义和内涵,阐述了特征参数的意义及对轴承性能影响的机理,简述了轴承沟道表面加工技术的发展现状,详细分析了锻造、车削、热处理、磨削、超精加工等不同加工工艺对轴承沟道表面特征参数的影响规律,给出了相应的控制措施。最后,介绍了提高轴承工作表面完整性的新技术、新工艺、新方法,并对提高轴承沟道工作表面完整性技术进行了总结和展望。

摘要：为进一步提高力流变抛光效率与抛光质量,提出振动辅助力流变抛光方法。对不锈钢振动辅助力流变抛光加工过程中,工件材料去除过程及不同工艺参数对抛光特性影响进行研究。基于振动辅助力流变抛光原理及试验,以材料去除率和表面粗糙度为评价条件,分析了抛光速度、振动频率和振幅3个关键参数对抛光影响规律。基于田口法设计试验,采用信噪比评估试验结果并得出优化的工艺参数,通过方差分析法得出各因素的权重。结果表明:抛光速度对材料去除率影响最大,振幅次之,振动频率影响最小;抛光速度对表面粗糙度影响最大,振动频率次之,振幅影响最小。在优选的抛光参数组合下,抛光速度40 r·min^(-1)、振幅0.35 mm、振动频率80 Hz,加工30 min后工件表面粗糙度由(80±10)nm下降至(7.1±0.9)nm,其材料去除率达到68 nm·min^(-1)。受振动的抛光液中粒子间发生相对相位差并形成一定的剪切速率,使抛光液产生流变效应并把持游离磨粒。在相对运动作用下对工件表面施加压力及剪切力,以塑性去除方式实现不锈钢材料去除。利用所提方法,在优化工艺参数下可有效去除不锈钢表面划痕,提高表面质量。

摘要：目的采用柔性的剪切增稠抛光(STP)方法抛光开设有弧形断屑槽的硬质合金刀片前刀面,降低其粗糙度,提高刀具的切削性能。方法利用非牛顿幂率流体的剪切增稠效应与磨粒的微切削作用,实现对工件粗糙表面的微凸峰去除。以前刀面断屑槽的表面粗糙度为评价指标,采用田口法设计正交实验,分析抛光速度、磨粒浓度、倾斜角度以及磨粒粒度等抛光工艺参数对刀片前刀面表面粗糙度的影响,采用方差分析(ANOVA)法评估各因素的有效权重,得到优化工艺参数组合。结果抛光速度对表面粗糙度的影响最大,为74%;磨粒粒度与磨粒浓度次之,均为11%;倾斜角度对刀片前刀面表面粗糙度的影响最小,仅为4%。在抛光速度为85 r/min、磨粒浓度为9%(质量分数)、倾斜角度为2°以及磨粒粒度为#8000的优化工艺参数组合下进行抛光实验,抛光15 min后,刀片前刀面断屑槽表面粗糙度从(120±20)nm下降到(7.2±0.6)nm,微观粗糙峰变得平滑,刃口完整无缺陷。结论相对于传统毛刷抛光方法,剪切增稠抛光方法抛光硬质合金刀片前刀面的效率更高,抛光质量更好。通过优化抛光工艺参数,可以有效提高刀片表面质量,且不会造成刃口缺陷,为硬质合金刀片高效高质量抛光提供了新的方法。

摘要：传动效率是衡量电动汽车用减速器性能的重要指标,对其进行精确的仿真分析和实验研究能为产品设计和优化提供有效支撑。在分析传动效率损失因素的基础上,考虑齿轮啮合损失、轴承损失、搅油与风阻损失和油封损失,建立了传动效率计算模型,并对一种电动汽车用单挡二级减速器的传动效率进行仿真分析。搭建了高速三轴实验台,开展了传动效率实验研究,分析了不同转速和扭矩对传动效率的影响。仿真和实验结果表明,随着输入扭矩增加,传动效率先上升后趋于平稳;随着输入转速增加,传动效率下降;低扭、高速工况下,搅油与风阻损失占比最大;高扭、低速工况下,齿轮啮合损失占比最大。将所建立模型、ISO/TR 14179-1模型、ISO/TR 14179-2模型的仿真结果与实验实测结果进行比较分析,所建模型的仿真结果与实验实测结果的综合传动效率误差为0.03%,优于ISO/TR 14179-1(0.63%)和ISO/TR 14179-2模型(0.86%)。

摘要：为提高陶瓷球研磨过程中的加工效率,本文提出了一种采用固着金刚石磨料的高效研磨技术。采用4～8μm粒径的金刚石微粉作为磨料,以光固化树脂作为结合剂,在300～500 nm波长紫外线照射下,使光固化树脂快速固化,制作固着磨料研磨盘(金刚石浓度100%),以φ5 mm氮化硅陶瓷球为加工对象,在自行设计的实验台上进行了加工实验。实验结果表明,在保证表面质量的前提下(R_a～40 nm),材料去除率可达100μm/h,其研磨效率约为相同加工条件下传统游离磨料加工的20倍。对加工后陶瓷球表面的观察发现,氮化硅陶瓷球材料主要是以二体磨损的形式去除的。

摘要：目的获得变曲率沟槽加工方法研磨精密轴承钢球的最优工艺参数。方法应用田口法对变曲率沟槽加工方法研磨球体的参数进行实验和优化,以研磨压力、磨料粒径、磨料浓度为主要影响参数设计正交实验,以材料去除率、表面粗糙度和球度误差为评价指标,通过平均响应分析和方差分析得到最优研磨参数组合。结果对于材料去除率,研磨压力的影响最显著,磨料粒径的影响次之,磨料浓度影响最小;对于表面粗糙度,磨料粒径的影响最大,磨料浓度的影响次之,研磨压力影响最小;对于球度误差,压力的影响最大,其他因素的影响较小。结论在每球的研磨压力为5 N、磨料粒径为3000~#(5μm)、磨料质量分数为25%的条件下,球体的材料去除率最大,可达到0.28 mg/h。在磨料粒径为5000~#(3μm)、磨料质量分数为25%、每球研磨压力为2.5 N的条件下,球体的表面质量最佳,表面粗糙度最小达到12 nm。在每球研磨压力为0.5 N、磨料粒径为3000~#(5μm)、磨料质量分数为50%的条件下,球度误差小。

摘要：目的研究石英玻璃剪切增稠抛光(STP)过程中,不同抛光参数对材料去除率及表面粗糙度的影响,提高石英玻璃表面质量,并优化工艺参数。方法基于田口法设计实验,以材料去除率、表面粗糙度为评价指标,分析抛光速度、磨粒浓度和抛光液p H值三个关键参数对石英玻璃STP抛光效果的影响。通过信噪比评估实验结果,采用方差分析(ANOVA)法计算各因素的权重,并得出最优工艺参数组合。结果抛光液p H值对Sa的影响最大(41.85%),其次是磨粒浓度(39.06%)和抛光速度(19.09%)。磨粒浓度对材料去除率(MRR)的影响最显著(63.78%),其次是抛光速度(28.81%)和抛光液p H值(7.41%)。在优选的抛光参数组合(抛光速度100 r/min,磨粒质量分数12%,抛光液p H=8)下,石英玻璃在抛光8 min后,表面粗糙度Sa从(110±10) nm降低到(1.2±0.3) nm,MRR达到165.2nm/min。结论在优化工艺参数下进行剪切增稠抛光,可有效去除石英玻璃表面划痕,提高石英玻璃表面质量。剪切增稠抛光可应用于石英玻璃平面及曲面抛光。

摘要：钨作为未来核聚变堆中最有前景的面向等离子体材料,在反应堆工况下将承受高能粒子的辐照冲击。表面质量的好坏会直接影响材料的氢/氦滞留行为和辐照损伤程度,进而影响聚变堆的安全性和可靠性。现阶段,针对钨的抗辐照改性研究主要着眼于材料的成分、结构和组织设计,关于机械加工对材料表面抗辐照改性的研究甚少。文章聚焦前沿科学问题,从机械加工角度分析核材料领域科学问题,结合国内外相关研究成果及核聚变堆用钨(PFM-W)的机械加工现状,阐述了PFM-W表面超精密抛光的必要性。通过对比不同抛光方法,提出了磁流变抛光和力流变抛光是较为适合PFM-W表面超精密加工的观点,并对未来PFM-W表面超精密抛光研究趋势进行了分析,重点在抛光方法的探索以及抛光后材料表面质量对抗辐照性能影响的研究。