近年來,無論是在機械加工等民用工業(yè)領(lǐng)域還是在現(xiàn)代國防科技領(lǐng)域,光學功能元件都顯示出重要的應用價值和廣闊的應用前景。制造加工光學元件和模具,往往會選擇一些物理化學特性更佳的難加工材料。加工此類材料時,傳統(tǒng)的機械加工方法會產(chǎn)生諸多問題,振動輔助加工技術(shù)被逐步提出與開發(fā)。二維橢圓振動拋光已經(jīng)在理論與實踐中證明了其在提高效率及降低成本等方面的巨大優(yōu)勢,但對微結(jié)構(gòu)表面幾何完整性的進一步提高還略顯不足。復雜曲面的拋光加工技術(shù)仍具有較大提升空間。以此為背景,本文引入一種三維橢圓振動輔助拋光方法,設(shè)計一種能進行三維橢圓振動拋光的柔性鉸鏈機構(gòu)裝置,主要內(nèi)容如下:首先,闡述了三維橢圓振動拋光工作原理,分析了不同情況下的拋光軌跡,給出三維橢圓振動的位移方程,規(guī)劃了拋光路徑,根據(jù)不同相位差與變頻情況,分析其對拋光的影響。其次,設(shè)計了一種非共振型三維振動裝置,選取了直梁型柔性鉸鏈作為導向結(jié)構(gòu),壓電式驅(qū)動器為動力源,三運動軸彼此垂直獨立,驅(qū)動方向與運動方向一致的串聯(lián)方案。再次,借助柔度矩陣法與ANSYS軟件對柔性鉸鏈機構(gòu)進行靜力學分析計算與建模仿真。兩種方法計算相對誤差在12%左右,各向位移量較大,可以滿足三維橢... 

【文章來源】：天津理工大學天津市

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

微結(jié)構(gòu)表面與光學元件，a為柵格微結(jié)構(gòu)表面，b為金字塔型微結(jié)構(gòu)表面

5]，但對微結(jié)構(gòu)表面幾何完整性的進一步提高還顯不足，加工復發(fā)揮其作用。因此需要研究開發(fā)高效的振動加工方法，作用機結(jié)構(gòu)光學元件的批量生產(chǎn)尤為重要。以此為背景，本文提出一助拋光方法（Three-dimensional elliptical vibration polishing, 3維橢圓振動拋光更靈活，適用于復雜的光學曲面和微結(jié)構(gòu)的前，三維橢圓振動拋光尚處于理論階段，相關(guān)資料與研究較少橢圓振動拋光裝置的設(shè)計與實驗對當前領(lǐng)域研究有著積極的科外研究現(xiàn)狀內(nèi)拋光研究現(xiàn)狀科技大學的李敏等人利用剪切增稠拋光技術(shù)(Shear-thickening pSi3N4氮化硅陶瓷圓柱工件進行超精密加工[17]。經(jīng)含 0.2μm 金剛TPS 加工 120min 后，得到了表面粗糙度 Ra 為 6.5nm，初始圓表面，如圖 1.2 所示。

第一章 緒論平臺 Freeform MGG，可以加工具有微結(jié)構(gòu)的大型自由曲面（600mm× 600mm ×100mm）。該平臺具有特殊的自補償旋轉(zhuǎn)軸，可在大范圍內(nèi)加工多個角度的精密交叉槽結(jié)構(gòu)。機器在大面積上創(chuàng)建多角度的精確交叉的凹槽結(jié)構(gòu)時的準確性好、重復性高。光學表面可以通過使用非旋轉(zhuǎn)工具進行裁切/成型操作或者在高速空氣軸承心軸上旋轉(zhuǎn)的飛剪工具兩種方式生成。圖 1.3-1.6 為該平臺加工的各種光學曲面[26]。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]硬脆材料超聲波振動輔助研磨拋光的仿真與試驗研究[D]. 韓磊.吉林大學 2015
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