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1、工学硕士学位论文基于模糊正交法的蓝宝石数控加工参数优化及工艺设计 哈尔滨理工大学2021年3月国内图书分类号：TH16工学硕士学位论文基于模糊正交法的蓝宝石数控加工参数优化及工艺设计硕 士 研究生： 导 师： 申请学位级别：工学硕士学 科、专 业：车辆工程所 在 单 位：机械动力工程学院答 辩 日 期：2021年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学Classified Index：TH16Dissertation for the Master Degree in EngineeringCNC Machining Parameter Optimization and Process Design o
2、f Sapphire Based on Fuzzy Orthogonality Candidate： Supervisor： Academic Degree Applied for： Master of EngineeringSpeciality： Vehicle EngineeringDate of Oral Examination： March, 2021University： Harbin University of Science and Technology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文?基于模糊正交法的蓝宝石数控加工参数优化及工艺设计?，
3、是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明局部外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出奉献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承当。 作者签名： 孔政伟 日期： 2010 年 3 月 15 日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书?基于模糊正交法的蓝宝石数控加工参数优化及工艺设计?系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同
4、意学校保存并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或局部内容。本学位论文属于 保密 在 年解密后适用授权书。 不保密 。(请在以上相应方框内打)作者签名： 孔政伟 日期： 2021 年 3 月 15 日导师签名： 隋秀凛 日期： 2021 年 3 月 15 日基于模糊正交法的蓝宝石数控加工参数优化及工艺设计摘 要蓝宝石作为一种特殊的硬脆材料，具有许多优良的特性和工业用途，使许多航天和电子产品获得很多特殊性能，同时在 屏和高档手表的镜面上利用率也越来越高，但是蓝宝石材料的高硬度特性制约着其生产效率的提高，
5、使高效数控加工面临着前所未有的挑战，同时也制约着其在许多领域的应用和推广。目前，国内在蓝宝石加工方面主要集中于线切割开料与研磨抛光，主要用线切割机与研磨盘。鉴于本钱与原料来源问题，对于成品件成型的加工过程涉及的很少，用数控机床加工蓝宝石的工厂更少。在蓝宝石数控加工方面进行研究有一定的必要。本文主要针对蓝宝石机械研磨难加工的问题，设计适合蓝宝石镜片装夹的特殊真空工装以及一套优化的数控加工工艺实现对蓝宝石镜片加工。(1) 针对蓝宝石镜片材料尺寸的特殊性，设计正交试验方差分析方法研制出一套适合大尺寸蓝宝石镜片的加工数控工艺；(2) 设计基于模糊理论实现蓝宝石加工工艺参数的优化，从而解决了一些非确定性
6、参数对加工的影响，更好地摆脱了工作量的限制；(3) 通过两种理论优化方法与实际加工的比拟，研制出一套完整的蓝宝石镜片数控加工的工艺。从而弥补了蓝宝石镜片数控加工经验性加工的缺点，有利于蓝宝石镜片加工成品率的提高与大批量生产。关键词 蓝宝石镜片；数控加工工艺；模糊正交法；参数优化CNC Machining Parameter Optimization and Process Design of Sapphire Based on Fuzzy Orthogonality AbstractSapphire is a typical hard-brittle material, which has m
7、any fine and industrial production, it can improve performance of a lot of aviation and electronic products, the usage rate of mobile phone and expensive watches is high, but sapphire distinctive features with great difficulty in CNC machining，processed materials to production with restraining the s
8、apphire, and restraining application and promotion of sapphire in many fields.At present, domestic sapphire processing focused on wire cutting and polishing, wire cutting machine and abrasive disk are used. In view of the costs and materials source, which is involved rarely for product processes, th
9、e factory of sapphire CNC machining is less. Future study of Sapphire CNC machining is certainly necessary.Deal with above the problems, CNC machine tools were used with high-speed and special tongs for sapphire cell phone screen and the lens processing in this paper.(1) According to sapphire proper
10、ties, the method of analysis of variance was used to design suitable Sapphire CNC machining process for mass production.(2) Sapphire CNC machining process is designed based on fuzzy orthogonality. Influence between uncertain parameters and CNC machining is resolved.(3) Comparison two optimization me
11、thods with practice, a set of complete sapphire CNC machining process is designed. In order to compensate for sapphire CNC machining process experimental shortcomings and improve processing yield and suit to mass production.Keywords Sapphire lens，CNC machining process，Fuzzy orthogonality，Parameters
12、Optimization目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 引言11.2蓝宝石国内外精密磨削现状1蓝宝石精密磨削国外现状1蓝宝石精密磨削国内现状21.3 论文研究的背景和意义31.4 本文研究的内容4第2章 数控加工工艺参数合理选择52.1 数控磨削刀具的设定52.2 数控加工磨削参数的选择82.2.1 磨削条件的设定原那么82.2.2 磨削条件的设定方法82.3 数控磨削工艺参数的优化过程102.3.1 正交试验的方差分析设计102.3.2 模糊正交优化设计102.4 本章小结11第3章 大尺寸蓝宝石数控加工工艺实验123.1 引言123.2 数控加工工艺试验条件12数控
13、加工实验材料12蓝宝石加工实验设备123.2.3 磨头、工装和冷却液确实定133.3 蓝宝石数控加工正交实验153.3.1 蓝宝石磨削试验工艺参数的设定153.3.2 大尺寸蓝宝石数控加工实验设计163.3.3 蓝宝石 屏正交实验方差分析163.3.4 各因素水平对蓝宝石镜片崩边量的影响173.3.5 各加工因素对蓝宝石磨削量的影响20蓝宝石镜片实验单因素分析213.4 蓝宝石数控加工统计学分析结果253.4.1 蓝宝石数控加工优化组合253.4.2 蓝宝石数控加工工艺参数的优先级253.5 本章小结25第4章 蓝宝石数控加工工艺参数优化264.1 模糊正交优化模型264.1.1 模糊综合评价
14、参数的建立264.2 蓝宝石磨削试验模糊分析294.2.1 模糊正交试验结果的直观分析294.2.2 蓝宝石磨削参数模糊主效应分析304.2.3 蓝宝石磨削各因素的交互效应分析314.2.4 模糊理论与方差分析比拟334.3 本章小结33第5章 大尺寸蓝宝石工艺参数验证345.1 模型设计345.2 程序编制345.3 后处理编制365.4 成品测试375.5 本章小结37结 论39参考文献40攻读硕士学位期间发表的学术论文44致 谢45第1章 绪论1.1 引言本文介绍的单晶蓝宝石的化学成分为三氧化二铝，由于其含微量元素四价钛离子或二价铁离子而呈现蓝色。结晶晶体的形态通常以圆柱状、平板状和筒状等为主，几何体大多为粒状或致密块状；透明至半透明，玻璃光泽；折光率特别高，双折射率可以到达0.008，非均质体。有时具有特殊的光学效应星光效应。它的硬度为莫氏九，密度3.954.1克/立方厘米。无解理、裂理发育1。单晶蓝宝石的上述特性决定了它在许多领域都有广泛的应用。在制造和生产发光二极管时，单晶蓝宝石可以作为优良的衬底2。单晶蓝宝石在国防领域的应用优势也变得越来越明显，例如：作为新型战斗机、卫星装置的窗口材料，制导导弹的整流罩等；在医学领域，单晶蓝宝石可以制成蓝宝石的人体关
