摘要:
目的在湿性物理抛光作业中,根据不同工件的表面抛光质量和效率要求,实现抛光工艺参数的自适应匹配,达到理想的抛光效果。方法基于工件表面材料去除原理,建立工艺参数与材料去除率(MRR)和表面粗糙度的数学关系模型,明确影响抛光效果的工艺参数。针对工艺参数与抛光质量和效率之间的复杂且交互影响的关系,以及理论计算的抛光效果与实际结果存在差异的问题,提出SPSO-BP预测模型,分别以20组不同的抛光工艺参数与对应抛光结果为训练样本,训练SPSO-BP模型,并与传统PSO-BP模型进行对比。基于训练好的预测模型,根据不同的基础条件与抛光质量和抛光效率的要求,通过模型自适应匹配抛光工艺参数。针对SUS304板材,设定表面粗糙度目标R_(a1)-R_(a5)和材料去除率目标R_(m1)-R_(m5),分别通过SPSO-BP和PSO-BP模型预测获得的工艺参数进行抛光试验,将获得的真实粗糙度Ra_(z1)-Ra_(z5)和材料去除率R_(mz1)-R_(mz5)与目标值进行对比验证。结果SPSO-BP预测模型比PSO-BP预测模型具有更高的收敛精度,SPSO-BP和PSO-BP预测模型的收敛精度分别为1.26×10^(-6)、0.180,并且SPSO-BP模型对样本具有较好的跟踪能力和泛化能力。以SPSO-BP模型预测的工艺参数进行抛光,获得的真实粗糙度Ra_(z)和真实材料去除率R_(mz),相较于PSO-BP预测模型与目标值更接近。通过SPSO-BP和PSO-BP预测模型获得的真实粗糙度值Ra_(z)与目标值Ra的最大误差比分别为8.00%和20.00%,平均误差比分别为5.77%和14.07%,最小误差比分别为2.50%和10.00%;真实材料去除率R_(mz)与目标值R_(m)的最大误差比分别为3.00%和8.57%,平均误差比分别为2.14%和7.46%,最小误差比分别为1.11%和4.38%。结论根据不同的基础条件及抛光质量和抛光效率要求,可以通过SPSO-BP预测模型自适应匹配抛光工艺参数,与传统PSO-BP预测模型相比具有更高的收敛精度,可以获得与抛光目标更接近的真实抛光效果。