非球面具有優(yōu)異的光學(xué)性能,可以很好地矯正光學(xué)系統(tǒng)像差,提高成像質(zhì)量,在大視場、大相對孔徑的光學(xué)系統(tǒng)中應(yīng)用越來越廣泛。目前五軸機(jī)床數(shù)控磨削仍然是制造非球面的主要手段之一。五軸數(shù)控加工依賴于CAM軟件進(jìn)行前置處理和后置處理生成數(shù)控代碼,數(shù)據(jù)處理工序多且耗時(shí)長,導(dǎo)致非球面加工周期變長;此外在加工過程中存在的軟件參數(shù)設(shè)置出錯、工藝參數(shù)設(shè)置不合理和誤差分析不明確等問題,在一定程度上制約了非球面的發(fā)展和應(yīng)用,為了使非球面數(shù)控加工流程化和規(guī)范化,開發(fā)了基于雙轉(zhuǎn)臺五軸機(jī)床的非球面加工軟件,針對加工過程中的相關(guān)問題進(jìn)行深入分析,具體內(nèi)容如下:（1）基于HAAS-UMC750 B-C雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機(jī)床,分析了機(jī)床的運(yùn)動鏈結(jié)構(gòu),通過坐標(biāo)矩陣變換建立了機(jī)床坐標(biāo)系、刀具坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系之間的關(guān)系,針對坐標(biāo)變換算法的復(fù)雜性,提出矢量法計(jì)算非球面刀位點(diǎn)數(shù)學(xué)模型,最后通過磨削實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證刀位點(diǎn)算法的正確性。（2）對廣泛應(yīng)用的非球面進(jìn)行曲面劃分規(guī)劃砂輪軌跡。針對旋轉(zhuǎn)對稱非球面,傳統(tǒng)等弧長和等角度螺旋線軌跡算法存在明顯的弊端,本文結(jié)合兩種算法的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行混合離散獲取砂輪軌跡;針對離軸非球面選取光柵線進(jìn)行軌跡規(guī)劃,并通過實(shí)例介... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?ＧＴＣ紅外望遠(yuǎn)鏡圖

圖１．３杯形（碟形）砂輪磨削方式??

基于五軸機(jī)床數(shù)控磨削非球面的加工技術(shù)研究?第一章緒論??刀痕，表面質(zhì)量下降［２６］。對于小口徑非球面，此種方式適用于精磨階段，能夠磨削出??面形質(zhì)量較好的非球面。Ｎａｍｂａ等人利用圖１．３?（ａ）所示的杯型砂輪斜軸磨削方式，??使用金剛石樹脂結(jié)合劑砂輪進(jìn)行了非球面磨削實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明使用此種方式磨削可以??獲得超平滑的光學(xué)表面，滿足中等精度非球面光學(xué)元件的制造要求［２７］。??（２）圓弧砂輪磨削方式??圓弧砂輪磨削方式通常使用的是金剛石圓弧砂輪，主要分為垂直磨削法和平行磨??削法１２８］。其區(qū)別在于砂輪形狀決定了不同的投影面有著不同的磨削方式。如圖１．４（ａ）??所示為垂直磨削法示意圖，它是一種常規(guī)、簡單易行的磨削方法，適用于大口徑非球??面透鏡的超精密磨削加工，磨削時(shí)砂輪在平面內(nèi)運(yùn)動，其優(yōu)勢在于砂輪直徑越大，??殘留高度就越小，磨削質(zhì)量就越好，并且磨削后工件的表面不受圓弧截面輪廓形狀誤??差的影響［２９］，但是在垂直磨削法中，砂輪參與的磨削區(qū)域始終保持不變，砂輪容易產(chǎn)??生磨損，磨削后的光學(xué)元件表面誤差較大［３Ｇ］，許多研宄也表明，垂直磨削法難以獲得??平行法磨削的高面形精度和高質(zhì)量表面［３１］［３２］。??ｔｒ?ｖ??４??７?（?１＼?砂輪回轉(zhuǎn)中心??（ａ）垂直磨削法?（ｂ）平行磨削法??圖１．４圓弧砂輪磨削方式??圖１．４（ｂ）所示為平行磨削法磨削原理，它是最常用的光學(xué)元件制造方法之一［３３］，??砂輪軸Ｘ－Ｚ和工件主軸聯(lián)動控制來加工各種回轉(zhuǎn)對稱光學(xué)表面，此種磨削方式具有??以下優(yōu)點(diǎn)：加工過程中砂輪和工件的磨削接觸點(diǎn)隨著加工軌跡的移動而移動，砂輪圓??弧截面上的磨削點(diǎn)逐個參與磨削，砂輪的磨削區(qū)

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3558282