【摘要】：非球面光學(xué)元件相比于球面元件,具有成像質(zhì)量高,體積小,質(zhì)量輕等眾多優(yōu)點,其應(yīng)用越來越廣泛。非球面的應(yīng)用主要局限于它的制造和檢測,同時國外發(fā)達國家在超精密機床方面對我國進行技術(shù)封鎖,因而研究非球面加工技術(shù)顯得格外重要�；趬弘娝欧毒邤[動進給的非球面加工機床相對于傳統(tǒng)的T型布局機床,只有主軸和擺臂的旋轉(zhuǎn)運動無直線導(dǎo)軌的運動,因而有利于加工大口徑非球面光學(xué)元件。同時,基于壓電陶瓷的刀架可實現(xiàn)精準的微位移運動,有利于擺臂擺動時產(chǎn)生非球面度。以此為基礎(chǔ),從擺動進給加工方式入手,以應(yīng)用最廣泛的拋物面為例,研究加工機理,搭建UMAC與壓電伺服刀具間硬件系統(tǒng),編寫加工PLC程序,并研究加工非球面的工藝參數(shù)對非球面表面質(zhì)量的影響,為以后的工藝實驗提供理論指導(dǎo)。從拋物面相關(guān)理論的推導(dǎo)和數(shù)據(jù)的計算,數(shù)控系統(tǒng)的搭建和PLC程序的編寫以及非球面正交實驗的設(shè)計與驗證這三方面展開。首先,對非球面加工相關(guān)參數(shù)進行計算,確定刀尖中心點的軌跡方程,計算拋物面與最接近比較球面之間的非球面度。建立在極坐標系下的非球面度與擺軸擺角之間的聯(lián)系。其次,基于工控機和UMAC運動控制器搭建非球面加工的數(shù)控系統(tǒng)中壓電伺服刀具與UMAC之間的通訊與控制。工控機作為上位機完成非實時任務(wù),UMAC控制器作為下位機完成實時任務(wù)。同時,編寫實現(xiàn)非球面度進給的拋物面加工程序。最后,建立基于擺臂式機床的理想情況下的粗糙度模型,根據(jù)粗糙度模型為擺臂式機床的主軸轉(zhuǎn)速,擺臂擺速和背吃刀量選取范圍,然后通過對小口徑的工件做正交實驗,選出最優(yōu)解,最終以最優(yōu)解對大口徑工件進行加工實驗,得出比較理想的拋物面。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH74
【圖文】：

點金剛石車削技術(shù) 單點金剛石車削加工(Single PDT)是通過單點金剛石刀具實現(xiàn)微米級去除工件材料的加工級的面形精度和納米級表面粗糙度的加工技術(shù)[10]，而且具用范圍很廣。Ho-Sang Kim[11, 12]采用該裝置加工的離軸非球，粗糙度可達 5nm，如圖 1-1 所示。

工件表面不同位置的駐留時間來實的，但是在加工大口徑非球面的時術(shù) 應(yīng)力拋光技術(shù)(Stress Lap Polishi面的同時，通過計算機控制實時改修正[16]。如圖 1-2 所示為應(yīng)力盤拋光

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李作文;于海月;;非球面數(shù)控加工技術(shù)研究[J];光電技術(shù)應(yīng)用;2015年04期

2 楊輝;;高效、極致——精密超精密加工技術(shù)的發(fā)展與展望[J];航空制造技術(shù);2014年11期

3 趙蒙;;大口徑非球面精密加工技術(shù)綜述[J];科技視界;2014年15期

4 李勇;張向陽;謝曉丹;;大口徑光學(xué)鏡面超精密加工機床的研制[J];納米技術(shù)與精密工程;2010年05期

5 李榮彬;張志輝;杜雪;孔令豹;蔣金波;;自由曲面光學(xué)的超精密加工技術(shù)及其應(yīng)用[J];紅外與激光工程;2010年01期

6 楊桂霞;梁鑫;;國內(nèi)外超精密加工技術(shù)與機床的發(fā)展?fàn)顩r[J];機械工程師;2009年01期

7 張建明;;現(xiàn)代超精密加工技術(shù)和裝備的研究與發(fā)展[J];航空精密制造技術(shù);2008年01期

8 張景和;張順國;趙海瀟;何遠新;董申;;大型超精密機床導(dǎo)軌卸荷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與測試[J];光學(xué)精密工程;2007年09期

9 王泳,張建明;非球面曲面光學(xué)零件超精密車削工藝研究[J];航空精密制造技術(shù);2004年06期

10 李榮彬,張志輝,李建廣;單點金剛石車削加工的動態(tài)特性研究[J];機械工程學(xué)報;2003年10期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 宋馳;采用非牛頓流體磨盤技術(shù)加工超大口徑非球面的研究[D];中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所;2017年

2 姚洪輝;基于擺動進給的超精密金剛石車削加工誤差分析與補償[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

3 李龍響;大口徑非球面磁流變加工的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所);2016年

4 殷龍海;大中型SiC非球面反射鏡確定性高效加工工藝的研究[D];中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所);2015年

5 羅霄;采用平轉(zhuǎn)動應(yīng)力盤技術(shù)加工超大口徑非球面的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2011年

6 李國;基于刀具擺動進給的非球曲面超精密車削方法及系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 敬娟;非球面加工工藝研究[D];南京理工大學(xué);2013年

2 何玉松;基于刀具擺動進給的非球面加工數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計及仿真研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

本文編號：2721173