【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(diǎn),其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。非球面的應(yīng)用主要局限于它的制造和檢測(cè),同時(shí)國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在超精密機(jī)床方面對(duì)我國(guó)進(jìn)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(dòng)進(jìn)給的非球面加工機(jī)床相對(duì)于傳統(tǒng)的T型布局機(jī)床,只有主軸和擺臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)無(wú)直線導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng),因而有利于加工大口徑非球面光學(xué)元件。同時(shí),基于壓電陶瓷的刀架可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的微位移運(yùn)動(dòng),有利于擺臂擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生非球面度。以此為基礎(chǔ),從擺動(dòng)進(jìn)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(jī)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(duì)非球面表面質(zhì)量的影響,為以后的工藝實(shí)驗(yàn)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(jì)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(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證這三方面展開。首先,對(duì)非球面加工相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,確定刀尖中心點(diǎn)的軌跡方程,計(jì)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(biāo)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(jī)和UMAC運(yùn)動(dòng)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(jī)作為上位機(jī)完成非實(shí)時(shí)任務(wù),UMAC控制器作為下位機(jī)完成實(shí)時(shí)任務(wù)。同時(shí),編寫實(shí)現(xiàn)非球面度進(jìn)給的拋物面加工程序。最后,建立基于擺臂式機(jī)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(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速,擺臂擺速和背吃刀量選取范圍,然后通過(guò)對(duì)小口徑的工件做正交實(shí)驗(yàn),選出最優(yōu)解,最終以最優(yōu)解對(duì)大口徑工件進(jìn)行加工實(shí)驗(yàn),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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH74
【圖文】：

點(diǎn)金剛石車削技術(shù) 單點(diǎn)金剛石車削加工(Single PDT)是通過(guò)單點(diǎn)金剛石刀具實(shí)現(xiàn)微米級(jí)去除工件材料的加工級(jí)的面形精度和納米級(jí)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(dá) 5nm，如圖 1-1 所示。

工件表面不同位置的駐留時(shí)間來(lái)實(shí)的，但是在加工大口徑非球面的時(shí)術(shù) 應(yīng)力拋光技術(shù)(Stress Lap Polishi面的同時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制實(shí)時(shí)改修正[16]。如圖 1-2 所示為應(yīng)力盤拋光

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2721173