基于模糊综合评价的蓝宝石掏棒加工参数优化

发布时间：2017-08-08 06:27

  本文关键词：基于模糊综合评价的蓝宝石掏棒加工参数优化

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【摘要】：蓝宝石由于其优良的物理特性和化学稳定性在半导体、国防科技、民用航天等行业运用广泛。目前在LED衬底材料的使用上,蓝宝石晶片占到了主导地位,且使用量逐年递增。因此,如何高效的加工出优质蓝宝石材料成为了企业面临的巨大挑战。蓝宝石晶片由晶棒通过切片加工得到,所以掏棒加工的效率和晶棒的质量对蓝宝石行业发展有着非常大的影响。本文主要针对蓝宝石掏棒加工效率低,成品质量不一的问题提出了一种解决思路:通过对蓝宝石掏棒加工参数的分析和优化来提高加工效率。本文主要研究内容如下。首先,目前国内少有蓝宝石掏棒加工专用机床,大多企业还是采用普通钻床进行加工。本文提出了一种利用普通钻床改造成蓝宝石掏棒机的方法。以Z5150A型立式钻床为基础,改造主轴箱和工作台为伺服电机控制,保证加工时进给量有更多的参数选择,为后面的参数优化提供基础。完成改造后对掏棒机进行有限元静力学和模态分析,确保其可以顺利完成掏棒加工。其次,设计蓝宝石加工参数各个水平搭配的正交实验。加工参数由加工经验和工厂现实情况提出。完成实验,对实验结果进行统计学里的极差、方差分析得出初步的优化参数组合,并根据此组合完成单因素加工实验得到加工结果。由于方差分析的结果仅局限在已完成的几组实验中,有指导意义但不全面,所以还需要更加全面的分析。再次,以模糊隶属度理论为基础,运用模糊综合评价法对正交实验结果进行全面分析,得出最终的优化结果。对优化结果进行实验验证,验证参数优化的正确性。最后,通过以上的分析和优化得到最优的加工参数组合。以此参数作为之后的加工参数,大大提高了蓝宝石掏棒加工的效率和质量,为蓝宝石行业的发展做出贡献。
【关键词】：蓝宝石 掏棒加工 正交实验 模糊综合评价 参数优化
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ164
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及目的与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 掏棒加工国内外研究现状11-12
• 1.2.2 模糊综合评价国内外研究现状12-13
• 1.3 有限元软件ANSYS应用情况13-14
• 1.4 参数优化方法应用现状14-15
• 1.5 正交设计简介15
• 1.6 本文主要研究内容15-17
• 第2章 蓝宝石掏棒加工设备改造17-33
• 2.1 加工刀具的选择17-19
• 2.2 蓝宝石掏棒机改造19-25
• 2.2.1 主轴箱改造20-23
• 2.2.2 工作台改造23-24
• 2.2.3 其他装置改造24-25
• 2.3 掏棒机有限元分析25-31
• 2.3.1 有限元法的基本理论25-26
• 2.3.2 掏棒机的静力学分析26-30
• 2.3.3 掏棒机的模态分析30-31
• 2.4 本章小结31-33
• 第3章 蓝宝石掏棒加工实验及参数统计学分析33-46
• 3.1 实验材料与实验设备33-34
• 3.1.1 实验材料与工装33
• 3.1.2 实验设备33-34
• 3.2 实验方案的选择34
• 3.3 掏棒加工正交实验34-44
• 3.3.1 正交实验设计的优越性34
• 3.3.2 加工参数水平的设定和正交表的设计34-35
• 3.3.3 加工实验及实验结果的直观分析和方差分析35-41
• 3.3.4 单因素对加工结果的影响41-44
• 3.4 蓝宝石掏棒加工参数分析结果44
• 3.5 本章小结44-46
• 第4章 蓝宝石掏棒加工参数优化46-55
• 4.1 模糊综合评价模型46-49
• 4.1.1 确定评价对象的因素集和评价集46-47
• 4.1.2 建立评价矩阵47
• 4.1.3 指标权重分配47-49
• 4.1.4 综合评价模型的建立与计算49
• 4.2 模糊评价分析49-53
• 4.2.1 主效应分析49-51
• 4.2.2 交互效应分析51-52
• 4.2.3 综合评价52
• 4.2.4 模糊综合评价与统计学方法的比较52-53
• 4.3 最优加工参数的验证53
• 4.4 本章小结53-55
• 结论55-56
• 参考文献56-59
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文59-60
• 致谢60

【参考文献】

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本文编号：638615