與傳統(tǒng)光學組件相比,光學自由曲面的元件能夠顯著簡化光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、降低成本、提高光學系統(tǒng)的性能。但是其對面形精度以及表面粗糙度的要求較高,在實際應(yīng)用當中表面粗糙度一般需要達到納米級,面形精度的要求也需要達到微米甚至亞微米級。超精密單點金剛石車削方法能夠?qū)崿F(xiàn)一次加工達到較高的表面質(zhì)量,滿足光學系統(tǒng)對光學元件的表面質(zhì)量要求,從而被廣泛的應(yīng)用到光學器件的加工當中。并且慢刀伺服的車削方法具有較好的加減速性能、進給行程較大,可以實現(xiàn)幅值較大、曲率變化較大的光學自由曲面的加工。本文對慢刀伺服的超精密單點金剛石車削理論進行了相關(guān)分析以及研究。在使用超精密單點金剛石車削自由曲面的過程中,可能發(fā)生由于刀具幾何參數(shù)選擇的不適,造成刀具與工件發(fā)生干涉,破壞已加工的自由曲面甚至損壞金剛石刀具。本文采用固定自由曲面表達式中的某一參數(shù),將其展開成空間曲線,從而分析刀具后角、刀具包角、刀具半徑等參數(shù),保證自由曲面在加工過程中不會發(fā)生刀具與工件的干涉問題。常用光學自由曲面的軌跡規(guī)劃方法,一般都是單純增加二維螺旋線的布點圈數(shù)以及刀具的走刀點數(shù),對其面形誤差不能進行預(yù)測,造成了加工的盲目性。一方面,本文對面形精度驅(qū)動的布... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及來源
        1.1.1 研究背景和意義
        1.1.2 課題來源
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 光學自由曲面的主要描述方式
        1.2.2 光學曲面的應(yīng)用及加工現(xiàn)狀
        1.2.3 慢刀伺服研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 單點金剛石刀具幾何形狀分析與參數(shù)計算
    2.1 金剛石刀具及刃磨方法概述
    2.2 刀具幾何形狀分析
        2.2.1 圓柱形金剛石刀具
        2.2.2 圓錐形金剛石刀具
    2.3 金剛石刀具參數(shù)選擇及建模
        2.3.1 刀具后角的選擇
        2.3.2 刀具圓弧半徑的選擇
        2.3.3 刀具包角的選擇
    2.4 刀具幾何參數(shù)計算實例
    2.5 本章小結(jié)
第3章 微特征光學曲面布點精度理論
    3.1 常用軌跡布點生成方法
    3.2 NURBS曲線基本理論
        3.2.1 NURBS曲線定義
        3.2.2 NURBS曲線的求值與曲線導(dǎo)矢計算
        3.2.3 反算NURBS曲線
    3.3 NURBS曲線插補算法
        3.3.1 插補預(yù)處理
        3.3.2 參數(shù)密化過程
        3.3.3 弓高誤差約束的期望步長
    3.4 自由曲面的周向軌跡優(yōu)化與誤差預(yù)測實例
    3.5 等角度與等弧長布點方法的周向誤差預(yù)測實例
    3.6 徑向布點圈數(shù)與誤差預(yù)測
    3.7 本章小結(jié)
第4章 微特征光學曲面切削軌跡規(guī)劃方法
    4.1 慢刀伺服車削原理
    4.2 刀具軌跡生成原理
    4.3 建立面形誤差模型
    4.4 光學曲面軌跡規(guī)劃方法
        4.4.1 NURBS插值軌跡規(guī)劃
        4.4.2 等角度誤差預(yù)測軌跡規(guī)劃
    4.5 自由曲面軌跡生成軟件的集成開發(fā)
    4.6 本章小結(jié)
第5章 單點金剛石慢刀伺服車削實驗
    5.1 復(fù)合正弦波曲面
        5.1.1 復(fù)合正弦波曲面理論模型
        5.1.2 軌跡規(guī)劃與誤差預(yù)測
        5.1.3 復(fù)合正弦波曲面加工與測量
    5.2 復(fù)合正弦網(wǎng)格曲面
        5.2.1 復(fù)合正弦網(wǎng)格曲面理論模型
        5.2.2 軌跡規(guī)劃與誤差預(yù)測
        5.2.3 復(fù)合正弦網(wǎng)格曲面加工與測量
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻
作者簡介及科研成果
致謝



本文編號：3074713