現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)正朝著超精密、大口徑、非球面、離軸面的方向不斷發(fā)展,對光學(xué)元件的要求越來越高。精密光學(xué)元件的廣泛應(yīng)用對超精密拋光領(lǐng)域的發(fā)展起到了重要的促進作用。由于高面形精度光學(xué)曲面元件的眾多優(yōu)點和戰(zhàn)略地位,如何使用超精密拋光手段加工出表面質(zhì)量優(yōu)異的光學(xué)曲面元件已成為各國學(xué)者的重點研究方向。計算機控制光學(xué)表面成形技術(shù)（CCOS）作為超精密拋光的重要分支,應(yīng)用廣泛,技術(shù)相對成熟,加工精度和效率都很高。Preston方程和Hertz接觸理論作為CCOS技術(shù)的理論基礎(chǔ)經(jīng)過幾十年的驗證而被大多數(shù)學(xué)者所認(rèn)可。但在實際拋光加工中,軌跡的生成算法和軌跡的形式卻因不同曲面曲率變化和工具頭形狀的不同而有著合理而不唯一的方案。本文的主要任務(wù)是深入研究軌跡的生成算法和軌跡的形式,針對回轉(zhuǎn)非球面和離軸拋物面,提出合理且有針對性的拋光軌跡。本文研究內(nèi)容包括以下幾部分:1.CCOS技術(shù)一般在設(shè)定拋光壓力和工具頭速度等工藝參數(shù)的前提下通過控制工具頭在軌跡點的駐留時間來控制軌跡點的去除量。而對于使用速度控制模式的機床,在移動拋光的過程中,控制主軸進給速度相比控制軌跡點的駐留時間更為精確。針對這種情況,本文推導(dǎo)了基于駐留長... 

【文章來源】：吉林大學(xué)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)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 研究背景及意義
    1.3 國內(nèi)外非球面拋光技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 計算機控制光學(xué)表面成形技術(shù)
        1.3.2 磁流變拋光
        1.3.3 離子束拋光
        1.3.4 激光拋光
    1.4 國內(nèi)外拋光軌跡規(guī)劃研究現(xiàn)狀
        1.4.1 拋光軌跡生成算法
        1.4.2 拋光軌跡的形式
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 計算機控制小工具頭拋光理論
    2.1 CCOS拋光流程
    2.2 CCOS拋光基礎(chǔ)理論
        2.2.1 Preston經(jīng)驗公式
        2.2.2 移動拋光的材料去除模型
    2.3 拋光接觸壓強分析
        2.3.1 赫茲接觸理論
        2.3.2 一般曲面的赫茲接觸問題
    2.4 工具頭拋光姿態(tài)與速度分析
        2.4.1 球形工具頭拋光姿態(tài)分析
        2.4.2 拋光速度分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 常用軌跡的建模與優(yōu)化
    3.1 球形工具頭在直角軌跡的去除量分析
        3.1.1 球形工具頭加工平面或大曲率曲面工件的去除量模型
        3.1.2 球形工具頭在直角過渡區(qū)域去除量的分析與建模
    3.2 回轉(zhuǎn)非球面的軌跡規(guī)劃研究
        3.2.1 高次回轉(zhuǎn)非球面的數(shù)學(xué)模型
        3.2.2 非球面的曲率分析
        3.2.3 阿基米德螺旋線軌跡
    3.3 等駐留長度軌跡生成算法的提出
    3.4 等駐留長度軌跡生成算法在常用軌跡上的應(yīng)用
        3.4.1 基于等駐留長度軌跡生成算法的自適應(yīng)空間行距螺旋線軌跡
        3.4.2 基于等駐留長度軌跡生成算法的自適應(yīng)空間行距同心圓軌跡
    3.5 本章小結(jié)
第4章 離軸拋物面的軌跡優(yōu)化研究
    4.1 離軸拋物面的數(shù)學(xué)模型
    4.2 坐標(biāo)變換法加工離軸拋物面
        4.2.1 空間直角坐標(biāo)的平移變換公式
        4.2.2 空間直角坐標(biāo)的旋轉(zhuǎn)變換公式
        4.2.3 離軸拋物面的坐標(biāo)變換
    4.3 基于等駐留長度軌跡生成算法的自適應(yīng)空間行距橢圓軌跡
    4.4 本章小結(jié)
第5章 離軸拋物面拋光實驗與分析
    5.1 實驗條件
    5.2 參數(shù)規(guī)劃
        5.2.1 拋光余量計算
        5.2.2 拋光速度計算
        5.2.3 軌跡規(guī)劃
    5.3 離軸拋物面拋光實驗
        5.3.1 拋光前的表面粗糙度檢測
        5.3.2 拋光實驗
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]GH4099蜂窩芯飛秒激光拋光試驗研究[J]. 陳峰,劉巧沐,杜鵬,胡增榮.  航空制造技術(shù). 2019(Z2)
[2]離軸非球面的條紋反射檢測技術(shù)[J]. 趙文川,周敏,劉海濤,肖向海,宋偉紅.  光電工程. 2018(07)
[3]非球面整形鏡在空間激光通信終端中的應(yīng)用[J]. 宋志化,江倫,曹海帥,佟首峰.  激光與光電子學(xué)進展. 2018(10)
[4]基于非球面透鏡組激光光束整形設(shè)計[J]. 張元芫,劉海勇.  中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2018(03)
[5]航天相機非球面光學(xué)元件的離子束拋光工藝研究[J]. 孟曉輝,王永剛,李文卿.  航天制造技術(shù). 2016(06)
[6]38CrMoAl表面YAG激光拋光技術(shù)研究[J]. 那冉,陳濤.  激光與光電子學(xué)進展. 2016(01)
[7]等重疊率螺旋線的非球面拋光軌跡規(guī)劃[J]. 曲興田,王宏一,樊成,吳文征,劉孝龍.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2015(06)
[8]移動拋光自由曲面材料去除的理論建模與試驗研究[J]. 樊成,趙繼,張雷,顧天奇,周宛松.  機械工程學(xué)報. 2014(05)
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碩士論文
[1]基于小工具頭的光學(xué)曲面拋光軌跡規(guī)劃研究[D]. 畢春利.吉林大學(xué) 2019
[2]三維類擺線拋光軌跡的參數(shù)控制與工藝優(yōu)化[D]. 陳銳奇.華南理工大學(xué) 2018
[3]面向曲面拋光的多方向性軌跡規(guī)劃[D]. 鄭宇星.華南理工大學(xué) 2018
[4]離軸三反光學(xué)自由曲面拋光工藝研究[D]. 黃登鵬.吉林大學(xué) 2015
[5]非球面CCOS拋光軌跡規(guī)劃研究[D]. 王宏一.吉林大學(xué) 2015
[6]球形磨頭拋光技術(shù)研究[D]. 牟志超.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[7]計算機控制確定性研拋的建模與仿真[D]. 尚文錦.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005



本文編號：3183840