本文關(guān)鍵詞：粘彈性材料研拋工具的拋光加工

  更多相關(guān)文章： 光學曲面 粘彈性材料拋光工具 偽隨機化等間距軌跡 工藝性實驗

【摘要】：隨著光學曲面零件在各行各業(yè)的廣泛使用，傳統(tǒng)的拋光加工已經(jīng)無法滿足需要。自上世紀60年代開始，計算機技術(shù)開始應用在拋光加工中，各國研究人員開發(fā)出各種各樣的計算機控制光學表面成型技術(shù)。隨著計算機控制技術(shù)的日益完善，計算機的控制精度和反應時間都可滿足很高的要求，所以由此發(fā)展來的計算機控制光學表面成型技術(shù)可以得到表面質(zhì)量和面形精度都非常高的光學曲面。 但是計算機控制光學表面成型技術(shù)還存在一些問題。在加工大型超大型口徑工件時，使用小口徑的拋光工具效率太低，而大口徑拋光工具很難同時擁有良好的柔性和剛性；在多次拋光過程中，拋光工具反復沿著同一條路徑行進拋光加工，會在工件表面留下規(guī)則的表面誤差。針對以上兩個問題，本文采用以下方式來開展研究：一、開發(fā)了一種新型的拋光工具，這種工具以粘彈性智能材料為基礎(chǔ)，，在可以與加工曲面很好貼合的同時，還具有一定的剛度，這就解決了拋光工具不能同時擁有良好柔性和剛性的問題；二、規(guī)劃了一種偽隨機化等間距拋光軌跡，這種拋光路徑軌跡的等間距化可以避免拋光路徑的疊加，軌跡的偽隨機化可以去除機械加工和之前磨拋留下的表面誤差。 本文的研究工作主要包括一下幾個部分： (1)以粘彈性智能材料為基礎(chǔ)，設(shè)計了一種非線性粘彈性材料拋光工具。這種工具可以在受力頻率變化時改變其剛度，由此解決了拋光工具柔性和剛性的不平衡。然后對這種拋光工具的材料去除函數(shù)和邊緣去除函數(shù)進行了建模，通過對實驗的結(jié)果分析對比，驗證了拋光工具的性能和去除函數(shù)模型的正確性。最后，根據(jù)粘彈性材料力學中的兩個動態(tài)模量對拋光工具中粘彈性材料的粘彈特性進行了定量的分析。 (2)提出偽隨機化等間距軌跡的生成策略。針對掃描軌跡和螺旋線軌跡，在考慮拋光工具尺寸的基礎(chǔ)上，提出了相應的拋光軌跡生成策略。并根據(jù)所提出的方法，在自由曲面上進行了軌跡的擬合仿真以驗證這種拋光軌跡是否可以有效避免留下周期性殘留誤差。 (3)通過正交實驗確定了使用粘彈性材料拋光工具的最佳工藝參數(shù)，并通過單因素實驗分析不同工藝參數(shù)對拋光效果的影響。然后在最佳工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上，在平面工件和曲面工件上分別按照一般拋光軌跡和偽隨機化等間距軌跡進行拋光實驗，研究偽隨機化等間距軌跡在實際拋光中的效果。
【關(guān)鍵詞】：光學曲面 粘彈性材料拋光工具 偽隨機化等間距軌跡 工藝性實驗
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG580.692
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.2 現(xiàn)代拋光技術(shù)的研究現(xiàn)狀和關(guān)鍵問題12-15
• 1.2.1 現(xiàn)代拋光技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 現(xiàn)代拋光技術(shù)亟待解決的關(guān)鍵性問題15
• 1.3 本文研究內(nèi)容15-18
• 第2章 粘彈性材料拋光工具18-34
• 2.1 粘彈性非牛頓流體18-19
• 2.2 粘彈性材料拋光工具的制作19-22
• 2.2.1 粘彈性材料拋光工具的特點19-20
• 2.2.2 制作粘彈性材料拋光工具20-21
• 2.2.3 粘彈性材料拋光工具的性能測試21-22
• 2.3 粘彈性材料拋光工具的材料去除函數(shù)22-27
• 2.3.1 普林斯頓(Preston)經(jīng)驗方程22-23
• 2.3.2 粘彈性材料拋光工具接觸區(qū)域壓強分布建模23-24
• 2.3.3 粘彈性材料拋光工具接觸區(qū)域速度分布建模24-26
• 2.3.4 粘彈性材料拋光工具的材料去除函數(shù)模型26-27
• 2.4 邊緣去除函數(shù)模型27-30
• 2.5 去除函數(shù)模型的實驗驗證30
• 2.6 粘彈性材料的動態(tài)模量30-32
• 2.7 本章小結(jié)32-34
• 第3章 偽隨機化等間距軌跡34-50
• 3.1 傳統(tǒng)拋光軌跡34-36
• 3.2 等間距軌跡的生成36-44
• 3.2.1 等間距掃描軌跡的生成36-38
• 3.2.2 曲線間距的確定38-41
• 3.2.3 等間距螺旋軌跡的生成方法41-42
• 3.2.4 算例證明42-44
• 3.3 等間距軌跡的偽隨機原理44-49
• 3.3.1 掃描軌跡的偽隨機化44-47
• 3.3.2 等間距螺旋軌跡的偽隨機化47-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第4章 實驗與結(jié)果分析50-70
• 4.1 實驗條件50-53
• 4.1.1 加工和測量平臺50-51
• 4.1.2 工件材料的選取51-52
• 4.1.3 拋光墊的選取52-53
• 4.1.4 拋光劑的選取53
• 4.2 正交實驗設(shè)計及結(jié)果分析53-58
• 4.2.1 正交實驗的設(shè)計53-54
• 4.2.2 實驗結(jié)果及分析54-58
• 4.3 拋光參數(shù)對工件表面質(zhì)量的影響分析58-64
• 4.3.1 拋光工具轉(zhuǎn)速和拋光劑顆粒度對工件表面質(zhì)量的影響58-61
• 4.3.2 拋光工具轉(zhuǎn)速和拋光時間對工件表面質(zhì)量的影響61-64
• 4.4 拋光軌跡的對比實驗設(shè)計及結(jié)果分析64-69
• 4.4.1 平面拋光效果對比及分析65-67
• 4.4.2 曲面拋光效果對比及分析67-69
• 4.5 本章小結(jié)69-70
• 第5章 全文總結(jié)與展望70-72
• 5.1 本文結(jié)論70-71
• 5.2 展望71-72
• 參考文獻72-77
• 致謝77

【參考文獻】

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本文編號：703539