本文關(guān)鍵詞：微透鏡陣列超精密切削加工技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 微透鏡陣列 超精密切削 刀具軌跡規(guī)劃 形貌預(yù)測

【摘要】：微透鏡陣列作為一種光學(xué)微結(jié)構(gòu)元件,具有小型化、輕量化以及良好的光學(xué)性能等優(yōu)勢(shì),在軍用及民用領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。因此,近年來國內(nèi)外投入極大的人力及資源研究微透鏡陣列的設(shè)計(jì)優(yōu)化與制造工藝。目前比較常用的微透鏡陣列加工方法主要有特種加工及超精密機(jī)械加工。超精密切削加工技術(shù)可加工微小尺寸的工件,精度能達(dá)到納米級(jí),是微透鏡陣列加工工藝一個(gè)切實(shí)可行的研究方向,對(duì)提高加工精度、表面質(zhì)量及加工效率有重要的意義。本文主要研究微透鏡陣列的超精密切削加工技術(shù),對(duì)微透鏡陣列切削軌跡進(jìn)行規(guī)劃,對(duì)切削刀具的選擇及加工表面形貌的預(yù)測進(jìn)行研究,并進(jìn)行加工實(shí)驗(yàn)及檢測驗(yàn)證前面的理論。首先建立不同排列方式的平面及曲面微透鏡陣列表面描述模型,采用弦差限制插補(bǔ)規(guī)則生成切削加工軌跡的離散刀位數(shù)據(jù)點(diǎn)序列,并通過刀尖圓弧半徑補(bǔ)償方法優(yōu)化刀具軌跡,將補(bǔ)償量全部分解到刀架導(dǎo)軌上,確保加工過程中機(jī)床運(yùn)行平穩(wěn)。其次計(jì)算切削刀具臨界幾何參數(shù)。建立加工形貌預(yù)測模型,以加工程序刀位點(diǎn)軌跡作為輸入,通過預(yù)測模型輸出工件預(yù)測表面形貌,對(duì)加工精度進(jìn)行初步預(yù)測,并分析部分工藝因素對(duì)于加工精度的影響。最后在刀具軌跡規(guī)劃及形貌預(yù)測的理論基礎(chǔ)上進(jìn)行微透鏡陣列切削加工實(shí)驗(yàn),成功加工不同排布方式的微透鏡陣列。采用試切法進(jìn)行對(duì)刀,使金剛石刀具對(duì)準(zhǔn)工件中心;機(jī)床在數(shù)控系統(tǒng)的C軸模式下切削出不同排布方式的平面及曲面微透鏡陣列;利用Taylor Hobson輪廓儀對(duì)工件二維輪廓檢測;并使用OLS3000激光共聚焦顯微鏡對(duì)工件表面部分三維形貌進(jìn)行檢測以驗(yàn)證刀具軌跡規(guī)劃及形貌預(yù)測,并對(duì)加工實(shí)驗(yàn)中所存在的問題進(jìn)行分析。
【關(guān)鍵詞】：微透鏡陣列 超精密切削 刀具軌跡規(guī)劃 形貌預(yù)測
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH74
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 課題研究的目的和意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究及發(fā)展現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 微透鏡陣列制造技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析10-12
• 1.2.2 超精密機(jī)械加工技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析12-15
• 1.2.3 表面形貌檢測技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析15-16
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容16-17
• 第2章 微透鏡陣列切削軌跡規(guī)劃17-34
• 2.1 引言17
• 2.2 微透鏡陣列表面形貌數(shù)學(xué)建模17-25
• 2.2.1 矩形排布的平面微透鏡陣列17-19
• 2.2.2 六邊形排布的平面微透鏡陣列19-20
• 2.2.3 環(huán)形排布曲面微透鏡陣列表面形貌數(shù)學(xué)建模20-22
• 2.2.4 蜂巢狀排布曲面微透鏡陣列表面形貌數(shù)學(xué)建模22-25
• 2.3 微透鏡陣列切削軌跡生成算法25-31
• 2.3.1 刀具軌跡生成算法原理25-26
• 2.3.2 等角度插補(bǔ)的刀具軌跡生成26-27
• 2.3.3 等弧長插補(bǔ)的刀具軌跡生成27-28
• 2.3.4 弦差限制插補(bǔ)的刀具軌跡生成28-31
• 2.4 切削軌跡的刀尖圓弧半徑補(bǔ)償31-33
• 2.4.1 常用的刀尖圓弧半徑補(bǔ)償31-32
• 2.4.2 針對(duì)球面的刀尖圓弧半徑32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第3章 微透鏡陣列切削刀具參數(shù)選擇及表面形貌預(yù)測34-51
• 3.1 引言34
• 3.2 金剛石車刀幾何參數(shù)選擇34-37
• 3.3 微透鏡陣列加工形貌預(yù)測37-41
• 3.3.1 刀尖二維輪廓模型37-38
• 3.3.2 形貌預(yù)測模型38-39
• 3.3.3 預(yù)測表面形貌評(píng)價(jià)39-41
• 3.4 加工精度影響因素分析41-50
• 3.4.1 刀尖圓弧半徑補(bǔ)償對(duì)精度的影響41-44
• 3.4.2 X導(dǎo)軌進(jìn)給率對(duì)精度的影響44-46
• 3.4.3 中心對(duì)刀誤差對(duì)精度的影響46-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 超精密切削加工微透鏡陣列實(shí)驗(yàn)及檢測51-66
• 4.1 引言51
• 4.2 超精密車削實(shí)驗(yàn)51-57
• 4.2.1 加工實(shí)驗(yàn)設(shè)備51
• 4.2.2 加工對(duì)刀51-54
• 4.2.3 試切加工實(shí)驗(yàn)54-55
• 4.2.4 平面及曲面陣列工藝過程及加工實(shí)驗(yàn)55-57
• 4.3 加工結(jié)果檢測57-65
• 4.3.1 輪廓儀二維輪廓檢測57-62
• 4.3.2 共聚焦顯微鏡三維形貌檢測62-64
• 4.3.3 加工結(jié)果分析64-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 致謝72

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 徐琰;顏樹華;周春雷;張軍;;昆蟲復(fù)眼的仿生研究進(jìn)展[J];光學(xué)技術(shù);2006年S1期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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2 褚鑫;人工仿生復(fù)眼的光學(xué)設(shè)計(jì)仿真及其數(shù)控加工工藝研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

3 郭向峰;非球面反射鏡橫向剪切干涉檢測技術(shù)仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：537953