本文關(guān)鍵詞：散射抑制車削新方法及裝置研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學(xué)》 2013年

散射抑制車削新方法及裝置研究

朱志偉  

【摘要】：基于快速刀具伺服(Fast tool servo, FTS)的單點(diǎn)金剛石車削方法被廣泛應(yīng)用于光學(xué)自由曲面及微結(jié)構(gòu)功能表面創(chuàng)成等，被認(rèn)為是一項(xiàng)極具發(fā)展前途的加工方法。在傳統(tǒng)切削過程中，刀具遵循恒徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，相對于工件則表現(xiàn)為空間標(biāo)準(zhǔn)螺旋線運(yùn)動(dòng)，這將導(dǎo)致加工表面產(chǎn)生強(qiáng)周期性殘留刀痕結(jié)構(gòu)。理論及實(shí)驗(yàn)研究表明：該周期性微結(jié)構(gòu)將誘發(fā)加工表面產(chǎn)生強(qiáng)散射效應(yīng)，從而惡化其光學(xué)性能。為了抑制加工表面散射效應(yīng)，一些后續(xù)處理工藝諸如拋光等不得不用于去除加工表面的殘留刀痕。這必將極大提高光學(xué)元件制造成本、降低其加工效率，而對于微結(jié)構(gòu)功能表面，后續(xù)處理更是十分困難的。為了在車削過程中同時(shí)獲得具有散射抑制性的光學(xué)元件而不降低相應(yīng)的效率及精度，本文提出了一種偽隨機(jī)金剛石車削(Pseudo-random Diamond Turning, PRDT)方法。其主要特征在于：主動(dòng)控制金剛石刀具做空間偽隨機(jī)螺旋線運(yùn)動(dòng)，從而打破加工表面殘留刀痕結(jié)構(gòu)的周期性，獲得具有一定隨機(jī)性分布的微結(jié)構(gòu)表面。本文貢獻(xiàn)主要在于： 1）提出了偽隨機(jī)車削方法及其刀具路徑生成策略。針對具有數(shù)學(xué)描述或僅由點(diǎn)云描述的待加工曲面，考慮刀具幾何特征及空間位姿，提出了相應(yīng)的刀具路徑生成方法；考慮刀具運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)特征及加工表面殘留刀痕結(jié)構(gòu)分布要求，提出了偽隨機(jī)車削刀具路徑生成方法；進(jìn)一步借助數(shù)值模擬方法，對所生成的不同路徑切削過程進(jìn)行模擬，驗(yàn)證了所提出刀具路徑生成方法及偽隨機(jī)車削方法的可行性及正確性。 2）設(shè)計(jì)了一種具有完全解耦運(yùn)動(dòng)的兩自由度快速刀具伺服機(jī)構(gòu)。提出了一種具有自放大特征的新型Z型柔性鉸鏈，依賴于所提出鉸鏈的運(yùn)動(dòng)特性及差動(dòng)原理，實(shí)現(xiàn)了刀具兩自由度解耦運(yùn)動(dòng)；考慮機(jī)構(gòu)連接單元柔性特征，采用柔度矩陣分析方法，建立了該機(jī)構(gòu)全自由度柔度模型，著重分析了所提出Z型鉸鏈的力學(xué)特征；依賴于Lagrange原理，，構(gòu)建了該機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型及其固有頻率對機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)的依賴模型；揭示了接觸作用可能誘發(fā)的系統(tǒng)復(fù)雜非線性動(dòng)力學(xué)行。解析計(jì)算結(jié)果與有限元分析結(jié)果具有很好的一致性，驗(yàn)證了所構(gòu)建靜力學(xué)及動(dòng)力學(xué)解析模型的正確性。 3）進(jìn)行了機(jī)構(gòu)性能測試及具有散射抑制效應(yīng)的微結(jié)構(gòu)功能表面創(chuàng)成。開環(huán)條件下測試了所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)樣機(jī)性能，獲得了其諸如運(yùn)動(dòng)帶寬、分辨率、行程、遲滯及兩軸運(yùn)動(dòng)耦合量等特性參數(shù)；提出了該機(jī)構(gòu)兩軸伺服控制策略，通過階躍響應(yīng)及路徑跟蹤等測試了系統(tǒng)閉環(huán)響應(yīng)特征及刀具定位精度；針對不同材料，采用偽隨機(jī)車削方法及傳統(tǒng)恒進(jìn)給車削方法分別加工獲得平面及一種典型微結(jié)構(gòu)雨滴表面，通過表面散射定性測試驗(yàn)證了所提出PRDT方法用于創(chuàng)成具有散射抑制表面的可行性及正確性。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH74;TG51
【目錄】：

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 馬浩全,胡德金,張凱;基于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的微位移放大機(jī)構(gòu)(英文)[J];Journal of Southeast University(English Edition);2004年01期

2 趙清亮;王義龍;于光;謝大綱;楊元華;盧猛;;基于快速伺服刀架技術(shù)的菲涅爾微結(jié)構(gòu)金剛石超精密加工及其控制技術(shù)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2010年09期

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1 劉強(qiáng);利用快速刀具伺服車削光學(xué)自由曲面的研究[D];吉林大學(xué);2012年

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1 張海洋;金剛石車削光學(xué)自由曲面刀具路徑規(guī)劃的研究[D];吉林大學(xué);2011年

2 竇建利;光學(xué)自由曲面車削等殘高刀具路徑規(guī)劃的研究[D];吉林大學(xué);2012年

3 羅丹;自由光學(xué)曲面等切屑載荷車削方法的研究[D];吉林大學(xué);2012年

【共引文獻(xiàn)】

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1 周京博;孫濤;侯國安;;雙柔性支撐板快速伺服刀架優(yōu)化設(shè)計(jì)及測試[J];光學(xué)精密工程;2013年02期

2 黃昆濤;房豐洲;宮虎;;超精密車削表面微觀形貌對光學(xué)特性的影響[J];光學(xué)精密工程;2013年01期

3 李萬全;高長銀;馮地耘;;基于液壓微位移放大機(jī)構(gòu)的壓電陶瓷執(zhí)行器的設(shè)計(jì)[J];機(jī)床與液壓;2011年05期

4 劉威;周來水;安魯陵;;截面線等誤差步長法計(jì)算點(diǎn)云刀具路徑規(guī)劃[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2013年06期

5 劉威;周來水;安魯陵;;點(diǎn)云模型再設(shè)計(jì)的刀軌重新生成技術(shù)[J];計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng);2013年10期

6 徐兵;王翠;劉強(qiáng);;光學(xué)自由曲面快速刀具伺服加工技術(shù)的研究進(jìn)展[J];制造業(yè)自動(dòng)化;2013年21期

7 張偉;盧錫龍;;基于散亂數(shù)據(jù)的粗加工刀具路徑生成[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2014年01期

8 李萬全;高長銀;馮地耘;肖啟明;;轉(zhuǎn)動(dòng)加載柔性鉸鏈微位移放大器[J];中國機(jī)械工程;2011年05期

9 張偉;檀中強(qiáng);陳穎;;基于散亂數(shù)據(jù)的精加工刀心軌跡生成[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2013年11期

10 徐兵;王翠;許蓬子;;光學(xué)自由曲面超精密加工方法綜述[J];現(xiàn)代制造工程;2014年03期

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1 傅林堅(jiān);大流量高響應(yīng)電液比例閥的設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2010年

2 劉強(qiáng);利用快速刀具伺服車削光學(xué)自由曲面的研究[D];吉林大學(xué);2012年

3 紀(jì)華偉;壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的微位移工作臺(tái)建模與控制技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2006年

4 許有熊;壓電開關(guān)調(diào)壓型氣動(dòng)數(shù)字比例壓力閥的研究[D];南京理工大學(xué);2009年

5 李文龍;復(fù)雜曲面零件數(shù)據(jù)拼合與精密加工技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2010年

6 張哲;正電荷修飾的非標(biāo)記核酸熒光探針的研究及其在中藥抗腫瘤研究中的應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2012年

7 王亞明;基于變磁阻法向電磁力的并聯(lián)兩自由度快速刀具伺服技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2013年

8 耿振野;高次非球面加工檢測與控制技術(shù)的研究[D];長春理工大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 韓同鵬;非圓車削系統(tǒng)中刀具的精密定位技術(shù)研究[D];寧波大學(xué);2010年

2 張亞超;結(jié)合柔性鉸鏈的壓電微角度驅(qū)動(dòng)器及其閉環(huán)控制研究[D];天津大學(xué);2012年

3 籍亞紅;自由曲面數(shù)控加工中的刀具路徑規(guī)劃[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2008年

4 丁盛虎;快速刀具伺服裝置跟蹤控制的研究[D];吉林大學(xué);2009年

5 張立;圓光柵回轉(zhuǎn)式壓電微角度執(zhí)行器的研究[D];天津大學(xué);2009年

6 王茂新;壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的異形銷孔鏜削機(jī)構(gòu)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

7 王振興;非回轉(zhuǎn)對稱曲面車削加工插補(bǔ)方法的研究[D];吉林大學(xué);2012年

8 張銀龍;金剛石車削光學(xué)自由曲面的刀具軌跡插補(bǔ)方法研究[D];吉林大學(xué);2012年

9 竇建利;光學(xué)自由曲面車削等殘高刀具路徑規(guī)劃的研究[D];吉林大學(xué);2012年

10 汪亞東;光學(xué)自由曲面超精密加工軟件平臺(tái)的開發(fā)[D];吉林大學(xué);2012年

【二級參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陸叢紅;林焰;紀(jì)卓尚;;基于縮減控制頂點(diǎn)數(shù)和自適應(yīng)遺傳算法的船體水線NURBS擬合[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2007年06期

2 潘君驊;大相對口徑大線視場光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];中國工程科學(xué);2000年08期

3 蔣向前,L.Blunt;三維表面測量的發(fā)展[J];工程設(shè)計(jì);2000年04期

4 王權(quán)陡,余景池,張學(xué)軍,張忠玉;離軸非球面最接近球面半徑及非球面度的求解[J];光電工程;2000年03期

5 張明,黃良甫,羅崇泰,安棟梁,孫燕杰,王多書,郭俊濤;空間用平板形菲涅耳透鏡的設(shè)計(jì)和光學(xué)效率研究[J];光電工程;2001年05期

6 M.Weck ,H.Oezmeral ,K.Mehlkopp ,T.Terwei ,羅兵;采用空氣軸承的大行程快速刀具伺服系統(tǒng)[J];國防科技參考;1997年03期

7 楊帆;楊海寬;陳志華;王貴林;;音圈式快速伺服刀架的分析與設(shè)計(jì)[J];國防科技大學(xué)學(xué)報(bào);2009年04期

8 關(guān)朝亮;王建敏;戴一帆;尹自強(qiáng);;基于Zernike多項(xiàng)式擬合的自由曲面車削誤差補(bǔ)償技術(shù)[J];國防科技大學(xué)學(xué)報(bào);2010年02期

9 高棟,姚英學(xué),袁哲俊;用于誤差補(bǔ)償?shù)亩S微量進(jìn)給刀架[J];工具技術(shù);2001年01期

10 張文生,張飛虎;金剛石刀具刀尖幾何形狀對超精密切削加工質(zhì)量的影響[J];工具技術(shù);2005年08期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊旭靜;胡仲勛;;NURBS曲線擬合及刀具路徑生成算法研究[A];2007年中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 鄭立功;離軸非球面CCOS加工過程關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2003年

2 尹自強(qiáng);超精密直線度測量及表面微觀形貌分析研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2003年

3 楊旭靜;自由曲面高性能數(shù)控加工刀具路徑技術(shù)研究[D];湖南大學(xué);2006年

4 周磊;微納米動(dòng)態(tài)切削系統(tǒng)建模及表面形貌的預(yù)測分析研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

5 張海軍;基于FTS的微結(jié)構(gòu)表面金剛石切削加工若干技術(shù)問題研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張海洋;金剛石車削光學(xué)自由曲面刀具路徑規(guī)劃的研究[D];吉林大學(xué);2011年

2 聶雅慧;麥克斯韋力刀具伺服系統(tǒng)[D];天津大學(xué);2010年

3 李春;三坐標(biāo)測量機(jī)的曲面匹配與測頭半徑修正[D];天津大學(xué);2003年

4 霍穎;基于等殘留高度法的五軸NC加工刀位軌跡規(guī)劃[D];西北工業(yè)大學(xué);2005年

5 郝翔;基于自由曲面的LED照明系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2008年

6 龐開航;快速電磁伺服刀具系統(tǒng)的馬達(dá)設(shè)計(jì)與研究[D];天津大學(xué);2007年

7 劉強(qiáng);一種新型快速刀具伺服裝置及其性能研究[D];吉林大學(xué);2009年

8 藺超;金剛石車削非回轉(zhuǎn)對稱光學(xué)曲面的刀具軌跡規(guī)劃的研究[D];吉林大學(xué);2009年

9 祁彥勇;單晶硅納米切削表面質(zhì)量與分子動(dòng)力學(xué)仿真[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

10 郭兵;微結(jié)構(gòu)表面的金剛石飛切加工研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

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1 ;液體貯箱焊接車削方法[J];軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品;2011年06期

2 唐建明;;淺談成形面車削的教學(xué)方法[J];職業(yè)教育研究;2005年12期

3 是麗云;;車削圓錐面的新工藝[J];硅谷;2011年12期

4 王飛;;車削對配圓錐在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用[J];職業(yè)教育研究;2008年01期

5 任志強(qiáng);;淺談曲軸的車削方法[J];職業(yè);2009年33期

6 張效棟;房豐洲;程穎;魏桂爽;;復(fù)雜非球面鏡高效超精密車削加工法(英文)[J];納米技術(shù)與精密工程;2010年04期

7 趙曉萱;;單件生產(chǎn)中多頭蝸桿的車削[J];新課程(教育學(xué)術(shù));2011年06期

8 俞正福;小直徑、大導(dǎo)程非標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺紋車削方法的探討[J];機(jī)械制造;2001年02期

9 王花平;;細(xì)長軸的車削工藝的改進(jìn)措施[J];希望月報(bào)(上半月);2008年05期

10 劉勁松;;活塞桿彎曲變形的應(yīng)對措施[J];機(jī)械工程師;2007年08期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 楊繼先;楊素梅;張永宏;;超聲振動(dòng)車削鋁基復(fù)合材料的研究[A];陜西省機(jī)械工程學(xué)會(huì)電加工分會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2000年

2 浦濤;劉慶馨;;三線切分軋制軋輥車削方法的改進(jìn)[A];2006年河北省軋鋼技術(shù)與學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊）[C];2006年

3 浦濤;劉慶馨;;三線切分軋制軋輥車削方法的改進(jìn)[A];2006年全國軋鋼生產(chǎn)技術(shù)會(huì)議文集[C];2006年

4 黎天石;張寶斌;孫愛林;;平行四邊形及滑塊機(jī)構(gòu)在球面車削方面的應(yīng)用[A];全面建設(shè)小康社會(huì)：中國科技工作者的歷史責(zé)任——中國科協(xié)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上）[C];2003年

5 陳杰;田光學(xué);劉梅;遲永剛;柳悅林;單東偉;;超聲振動(dòng)干式車削鎢基合金刀具的磨損行為[A];中國工程物理研究院科技年報(bào)(2008年版)[C];2009年

6 楊繼先;楊素梅;張永宏;;超聲振動(dòng)車削鋁基復(fù)合材料的研究[A];中國電子學(xué)會(huì)生產(chǎn)技術(shù)分會(huì)電加工專業(yè)委員會(huì)第六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2000年

7 王云志;;高速車削普通細(xì)牙三角形外螺紋(基于行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì))[A];河北省教師教育學(xué)會(huì)第一屆教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新論壇論文集[C];2011年

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1 朱志偉;散射抑制車削新方法及裝置研究[D];吉林大學(xué);2013年

2 海大鵬;菲涅爾透鏡的加工工藝研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

3 羅丹;自由光學(xué)曲面等切屑載荷車削方法的研究[D];吉林大學(xué);2012年

4 游紅超;鈦合金切削過程的研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2013年

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