自由曲面作為光電產(chǎn)品核心部件,能夠極大地提高光電系統(tǒng)性能,并可極大縮減系統(tǒng)尺寸。隨著主軸伺服等一些新興技術(shù)被引入超精密機(jī)床制造當(dāng)中,慢刀伺服車削技術(shù)成為一種超精密加工的重要方式之一。本文基于慢刀伺服車削技術(shù),對車削原理、軌跡規(guī)劃、刀具參數(shù)選擇、刀具半徑補(bǔ)償算法以及加工誤差的分析等幾方面進(jìn)行研究。概要如下:（1）通過對慢刀伺服車削原理、典型慢刀伺服機(jī)床布局以及各軸之間相互的運(yùn)動(dòng)關(guān)系的深入分析,基于動(dòng)力學(xué)理論,簡化機(jī)床的主要結(jié)構(gòu),分別建立工件動(dòng)力學(xué)模型和刀具加工動(dòng)力學(xué)模型;在假設(shè)無耦合的條件下,對系統(tǒng)的階躍響應(yīng)和沖擊響應(yīng)進(jìn)行了分析,確定了系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)下的阻尼比。（2）基于慢刀伺服車削原理,通過對機(jī)床各部件的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性分析,建立加工中各坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系。在刀具坐標(biāo)系下,以不同截面與設(shè)計(jì)曲面相交的方法,研究了刀具參數(shù)與曲面之間的約束關(guān)系,提出最佳刀具參數(shù)的選擇方案。（3）考慮機(jī)床伺服軸動(dòng)態(tài)特性,基于復(fù)雜曲面慢刀伺服車削的刀具路徑規(guī)劃理論,研究了保證加工精度的刀位點(diǎn)修正方法。針對傳統(tǒng)刀具半徑補(bǔ)償算法,提出了一種等距點(diǎn)的補(bǔ)償算法,改進(jìn)了傳統(tǒng)算法的不足,實(shí)例證明該算法能有效提高曲面加工精度。（4... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的來源及意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題的研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 自由光學(xué)曲面
        1.2.2 超精密加工技術(shù)
        1.2.3 復(fù)雜光學(xué)曲面超精密車削技術(shù)
    1.3 研究目標(biāo)、內(nèi)容及方法
        1.3.1 研究目標(biāo)
        1.3.2 研究內(nèi)容
        1.3.3 研究方法
        1.3.4 技術(shù)路線
    1.4 小結(jié)
第2章 慢刀伺服車削加工原理及仿真分析
    2.1 慢刀伺服車削加工原理
    2.2 慢刀伺服車削機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模
        2.2.1 理論建模分析
        2.2.2 系統(tǒng)響應(yīng)
    2.3 慢刀伺服車削機(jī)床加工坐標(biāo)系的定義
        2.3.1 機(jī)床坐標(biāo)系
        2.3.2 工件坐標(biāo)系
        2.3.3 刀具坐標(biāo)系
        2.3.4 刀具幾何參數(shù)
        2.3.5 刀具參數(shù)計(jì)算實(shí)例
    2.4 慢刀伺服車削機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
    2.5 小結(jié)
第3章 軌跡規(guī)劃及刀具形狀補(bǔ)償
    3.1 刀具路徑生成算法
        3.1.1 刀具接觸點(diǎn)軌跡規(guī)劃方案
        3.1.2 刀具接觸點(diǎn)軌跡離散算法
    3.2 刀具形狀補(bǔ)償算法
        3.2.1 刀具法線方向偏置
        3.2.2 傳統(tǒng)刀尖圓弧半徑補(bǔ)償算法
        3.2.3 基于等距點(diǎn)的刀尖圓弧半徑補(bǔ)償算法
        3.2.4 刀尖圓弧半徑補(bǔ)償算法實(shí)例分析
        3.2.5 刀具前角的影響
    3.3 小結(jié)
第4章 切削力及誤差的仿真與試驗(yàn)
    4.1 工件與刀具接觸區(qū)域面積計(jì)算
    4.2 切削區(qū)域面積誤差估計(jì)
    4.3 切削力的計(jì)算
        4.3.1 離散元切削力
        4.3.2 正交方向宏觀切削力
    4.4 切削狀態(tài)下刀具的物理學(xué)模型
    4.5 造成的雙曲線誤差
    4.6 誤差算法
    4.7 誤差算法的仿真與試驗(yàn)
        4.7.1 刀具半徑圖像處理
        4.7.2 切削力以及工件誤差的仿真與試驗(yàn)
        4.7.3 誤差的仿真與試驗(yàn)
    4.8 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間合作發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]基于Zemax的消球差非球面透鏡的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 高姣林.蘭州理工大學(xué) 2017
[3]基于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的快刀伺服系統(tǒng)的研制[D]. 陳武.廣東工業(yè)大學(xué) 2014
[4]基于機(jī)器視覺的齒輪尺寸測量問題研究[D]. 杜紅茹.蘭州理工大學(xué) 2011



本文編號：3139302