本文關(guān)鍵詞：非球面CCOS拋光軌跡規(guī)劃研究

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【摘要】：近年來，隨著我國制造業(yè)水平和光學產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，，對高精度非球面的需求也日益增加。拋光作為高精度非球面加工的最后一道工序，對于非球面的制備有著至關(guān)重要的地位。計算機控制小工具頭拋光技術(shù)（CCOS）以其工具頭與光學曲面吻合性好，充分利用計算機重復精度高、執(zhí)行速度快等優(yōu)勢，廣泛的應用于非球面加工當中。拋光軌跡規(guī)劃作為CCOS重要的研究方向，直接影響著非球面的加工精度與效率。因此，如何規(guī)劃出合理優(yōu)良的拋光軌跡就成為了非球面生產(chǎn)加工的關(guān)鍵。 通常分析拋光軌跡對加工精度的影響建立在二維空間基礎(chǔ)上，忽略了非球面曲率變化，三維空間變化等因素帶來的影響。為使分析拋光軌跡時考慮因素更為全面，針對CCOS的特點引入了赫茲接觸理論，提出了以軌跡產(chǎn)生去除區(qū)域分布情況評價拋光軌跡優(yōu)劣的方法。 針對回轉(zhuǎn)對稱非球面，完成了去除區(qū)域的仿真建模。分別以二次非球面和高次非球面為例，對最為常用的阿基米德螺旋線軌跡進行了仿真分析。分析結(jié)果表明，阿基米德螺旋線軌跡間去除區(qū)域接觸變化較大，不能保證良好的加工效果，并提出了重疊率的概念以量化這一變化情況。 通過建立螺旋線行距變化與重疊率的關(guān)系，提出了一種等重疊率螺旋線軌跡規(guī)劃方法，并通過仿真對比驗證了算法的有效性。通過詳細分析影響重疊率變化的因素，將非球面劃分為3種類型。針對不同類型的非球面，在同時兼顧加工精度與算法生成簡便性的前提下，給出了對應不同的螺旋線生成算法。 針對光學自由曲面，結(jié)合本課題組高精密四軸拋光機床的特點，提出了螺旋線軌跡和同心圓軌跡的優(yōu)化算法。該算法提高了拋光姿態(tài)角的穩(wěn)定性，在保證兩種軌跡類圓形特點的前提下，大幅減小了投影行距變化誤差。以自由曲面類型三反鏡為例，驗證了算法優(yōu)化效果，并進行了實際拋光加工。
【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】：TH74

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本文編號：1247632