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亚毫米硅球研抛工艺仿真及实验研究

微小球体超精密研抛是现代制造业主要的发展方向之一，在国防军工、航空航天、精密传动等领域发挥着举足轻重的作用，球体圆度误差、表面波纹度误差及表面粗糙度等指标直接影响相关产品性能及寿命等。本研究对象为非金属硬脆材料，具有硬度高脆性大等特性，低断裂韧性导致其在研抛过程中极易产生表面缺陷，材料去除一致性难以保证。本研究从球体成球原理与化学机械抛光技术出发，采用仿真工具建立微球抛光模型，对抛光轨迹包络均匀性进行定性和定量分析；在此基础上，对亚毫米硅球开展“软磨硬”精密研抛实验，探索关键参数对对球体质量的影响规律和机理。研究发现，球体抛光的均匀性与磨盘转速，偏心距，抛光液pH等参数密切相关。该研究对于小尺寸硬脆球体研抛、小批量生产、高效率抛光等有着积极的意义。