由于微机械的表面积与体积之比远大于宏机械,所以微机械中的表面阻力难以忽略,为了改善MEMS器件的性能和可靠性,必须对其影响进行研究.基于能量守衡法,本文建立了光滑平板和正方形、四棱锥两种微凸体粗糙表面平板的切向静电阻力模型,讨论了微小尺度、表面形貌、外加电压以及因流片制造工艺而产生的微凸体、凹坑或孔对两个相对运动的带电平板间的切向静电阻力的影响.分析表明：当平板宽度与两平板之间的距离之比、表面形貌因数和外加电压增大时,切向静电阻力也将随之增加;表面形貌因数则与微凸体在平板的总投影面积与平板面积之比成正比,随相对表面粗糙度增加而非线性增加.

基于正交试验,采用Al_(2)O_(3)-TiCN涂层硬质合金刀具干切削N型HT250灰铸铁,研究切削速度、进给量和背吃刀量对表面粗糙度的影响及机制,为N型HT250的切削提供理论依据。结果表明:Al_(2)O_(3)-TiCN涂层硬质合金刀具切削N型HT250的表面粗糙度优于普通HT250,尤其在低切削速度(v_c=100 m/min)的情况下,N型HT250表面粗糙度更具优异性;对N型HT250表面粗糙度影响最显著的因素是进给量,其次是背吃刀量,切削速度对表面粗糙度的影响程度相对较小;表面粗糙度随着进给量的增加而显著增加,随着背吃刀量的增加先减小后增大,当a_p=1 mm时,表面粗糙度综合表现最佳。

以1Cr18Ni9Ti不锈钢材料车削参数为研究对象,基于中心复合法建立车削试验矩阵,利用极值法分析各车削参数对表面粗糙度的影响规律,并得出使表面粗糙度最小的最优车削参数组合。利用响应面法建立表面粗糙度预测模型,基于显著性分析调整模型中变量成分提高模型的准确性。采用JMP软件对工程中常用的表面粗糙度目标进行加工参数优化计算,结果表明:基于响应面法建立的粗糙度预测模型可精确预测设定目标的最优车削参数,相比极值法更具有实际应用价值。

以子午线轮胎模具侧板为研究对象进行铣削试验,着重研究主轴转速、每齿进给量、切削深度对轮胎模具侧板切削比能、材料去除率和表面粗糙度的影响规律。分析试验结果可知:切削比能随着切削参数的增大而减小,说明适当增大切削参数可以提高切削效率并节约能量;表面粗糙度随主轴转速增大呈先增大后减小的趋势,随切削深度和每齿进给量的增加而增大。结果表明:提高主轴转速既有利于降低切削比能(节能)也有利于改善表面粗糙度,增大每齿进给量和切削深度会降低切削比能但会恶化表面质量。因此,为同时达到高效节能和良好表面质量的要求,应尽量提高主轴转速。

激光熔覆成形技术可以实现零件的再制造,但成形后的零件需要通过铣削加工来提高表面质量和精度。为分析316L不锈钢激光熔覆成形件铣削加工参数对表面粗糙度和表面形貌的影响,使用正交设计和优化设计2种方法进行试验以建立多元线性回归方程。以提高表面质量为目标,通过极差分析和响应面分析进行参数优化并对比优化结果。结果表明:各参数对表面粗糙度影响的显著性由大到小依次为进给速度v_(f)、侧吃刀量a_(e)、背吃刀量a_(p)、主轴转速n;多元二次回归模型显著性更高,准确性最好;响应面优化参数组合得到的表面质量最好,形貌最佳。

为了探究微磨削对单晶DD98表面粗糙度与磨削力的影响,采用磨粒为500#和磨头直径为0.9mm的磨棒对单晶DD98进行微磨削实验。首先,设计三因素四水平正交实验,通过极差分析得到磨削参数在一定范围内对表面粗糙度影响的主次顺序,其中磨削深度影响最大,主轴转速次之,进给速度最小;并获得最优工艺参数水平组合主轴转速为60000r/min,磨削深度为6滋m,进给速度为20滋m/s。其次,对单因素实验进行微磨削实验,得到在一定范围内,得到表面粗糙度值和磨削力值都随主轴转速的增大、磨削深度的减小、进给速度的减小而减小,并对这种影响规律进行分析。为单晶DD98的微磨削提供了重要的理论基础。

选择影响化学机械抛光化学反应速率的参数：催化剂浓度、氧化剂浓度、抛光液的pH值、抛光液温度等进行了试验,研究了它们对基于芬顿反应的单晶SiC化学机械抛光效果的影响规律。发现只有当H2O2浓度高于20%、Fe3O4浓度高于1.25%时,增大H2O2、Fe3O4浓度,材料去除率才会显著越高,此时材料去除速率由化学液腐蚀速度与磨料机械去除速度共同决定;低于此范围时由磨料的机械作用决定。温度升高会加速H2O2分解,抑制羟基自由基OH的生成,减缓化学腐蚀,降低材料去除率。当Fe3O4浓度、H2O2浓度、pH值、抛光液温度分别为1.25%、15%、7、41℃时,化学腐蚀与机械去除的协调性及磨料的分散性较好,表面粗糙度最低;当它们分别为5%、25%、9.3、15℃时,材料去除率最高。

为了研究不同电极材料对加工表面粗糙度的影响,选用紫铜、石墨和钨铜合金三种电极,在煤油和混粉介质两种工作液中,设定电压为35V、脉冲宽度和脉间宽度均为50μs,用1A、5A、10A、15A等四种电流进行试验,对比分析加工工件的表面粗糙度,得出在煤油介质中紫铜电极加工的表面粗糙度最小、混粉介质中钨铜合金电极加工效果最好的结论;对表面形态和再铸层分析,得出石墨电极加工因再铸层区域厚导致表面粗糙度较大、钨铜合金电极加工的再铸层厚度较小使得表面粗糙度值较低等结论,为生产实践中电极材料选择提供试验依据。

依据高速铣削表面粗糙度预测模型，建立了以提高加工效率为目标的优化模型，运用遗传算法对铣削参数进行了优化计算，得到了不同表面粗糙度要求下较优的铣削参数组合方案。应用优化的参数进行加工，表面加工质量得到了保证，同时效率也有所提高。

表面粗糙度是衡量电火花线切割加工性能的重要指标之一。文中从主要影响电火花线切割加工表面粗糙度的机械因素、脉冲参数、进给速度、工作液性能等方面分析原因,并提出提高高速走丝线切割加工工件表面质量的方法。为提高高速走丝切割加工表面质量提供了参考。