本文選題：擺動(dòng)進(jìn)給 + 超精密金剛石車(chē)削　； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,金剛石車(chē)削技術(shù)已經(jīng)成為一種具有高可重復(fù)性的加工技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)多種材料的超精密加工,因此其被廣泛應(yīng)用于眾多行業(yè)的精密零部件的生產(chǎn)制造。本文從鋁制金屬反射鏡的擺動(dòng)進(jìn)給超精密金剛石車(chē)削加工方法入手,通過(guò)快速伺服刀架的設(shè)計(jì)與優(yōu)化、系統(tǒng)性能測(cè)試,建立包含伺服刀架的機(jī)床整體運(yùn)動(dòng)誤差模型,獲得影響加工精度的主要誤差項(xiàng),進(jìn)而提出相應(yīng)的誤差補(bǔ)償方法,為提高擺動(dòng)進(jìn)給超精密金剛石車(chē)削加工精度提供理論指導(dǎo)。首先,在分析R-θ結(jié)構(gòu)機(jī)床原理的基礎(chǔ)上,對(duì)擺動(dòng)進(jìn)給超精密金剛石車(chē)削機(jī)床(Swing Feed Ultra-precision Diamond Turning machine,SF-UDTM)的運(yùn)動(dòng)原理和加工成形方法進(jìn)行分析;結(jié)合機(jī)床的實(shí)際配置,確定擺動(dòng)進(jìn)給超精密金剛石車(chē)削機(jī)床的球面實(shí)際加工范圍,明確目標(biāo)球面幾何參數(shù)與擺軸轉(zhuǎn)角、擺軸與主軸軸線夾角等機(jī)床調(diào)整參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系;基于三點(diǎn)法確定拋物面的最接近比較球面,提出非球面的三維空間非球面度矢量的計(jì)算方法和基于擺動(dòng)進(jìn)給方式徑向非球面度的加工方法,進(jìn)而得出非球面加工過(guò)程中刀具伺服系統(tǒng)的進(jìn)給規(guī)律。隨后,對(duì)擺動(dòng)進(jìn)給超精密金剛石車(chē)削機(jī)床和常見(jiàn)T型結(jié)構(gòu)布局超精密金剛石車(chē)削機(jī)床的非球面加工方法進(jìn)行對(duì)比分析,說(shuō)明擺動(dòng)進(jìn)給非球面加工的特點(diǎn)。最后對(duì)擺動(dòng)進(jìn)給加工過(guò)程中的切削幾何參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,得出刀具前刀面與切削速度間夾角、前刀面與工件切削點(diǎn)徑向夾角等幾何參數(shù)的變換規(guī)律,進(jìn)而對(duì)擺動(dòng)進(jìn)給過(guò)程中產(chǎn)生的斜角切削力進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算,得到在刀具伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的性能指標(biāo)。其次,基于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)柔性鉸鏈結(jié)構(gòu),完成了用于擺動(dòng)進(jìn)給超精密金剛石車(chē)削機(jī)床的快速刀具伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造,并通過(guò)力學(xué)建模和有限元分析對(duì)機(jī)構(gòu)整體及單個(gè)柔性鉸鏈進(jìn)行分析;采用動(dòng)力學(xué)方法對(duì)FTS系統(tǒng)進(jìn)行分析,得出刀具伺服機(jī)構(gòu)整體性能與系統(tǒng)參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系;采用多種測(cè)量方法對(duì)系統(tǒng)寄生誤差、靜態(tài)剛度、動(dòng)態(tài)切削剛度、固有頻率、重復(fù)定位精度、分辨率、最大行程等刀具伺服機(jī)構(gòu)主要性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,獲得不同性能參數(shù)下刀具伺服系統(tǒng)性能的變化規(guī)律,為后面進(jìn)行快速刀具伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)誤差補(bǔ)償?shù)於ɑA(chǔ)。再次,根據(jù)多體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論及機(jī)床實(shí)際結(jié)構(gòu)配置,建立擺動(dòng)進(jìn)給超精密金剛石車(chē)削機(jī)床的空間幾何誤差模型;基于概率統(tǒng)計(jì)基本理論和正交實(shí)驗(yàn)法,建立了機(jī)床的空間誤差回歸分析模型和誤差敏感度分析模型;通過(guò)Isight軟件對(duì)影響加工精度的主要誤差項(xiàng)進(jìn)行辨識(shí),分析不同誤差項(xiàng)之間的交互作用關(guān)系,得到各個(gè)誤差項(xiàng)對(duì)空間誤差的影響規(guī)律。最后,為了提高擺動(dòng)進(jìn)給超精密金剛石車(chē)削加工精度,提出了擺動(dòng)進(jìn)給超精密金剛石車(chē)削機(jī)床的靜態(tài)位置誤差校正補(bǔ)償法和工件面型誤差在位補(bǔ)償法。首先針對(duì)擺動(dòng)進(jìn)給超精密車(chē)削機(jī)床結(jié)構(gòu)易調(diào)整的特點(diǎn),根據(jù)靜態(tài)位置誤差校正工藝流程對(duì)分析得到的主要誤差項(xiàng)進(jìn)行校正;隨后基于直徑200mm平面工件的車(chē)削加工,在上一步的基礎(chǔ)上進(jìn)一步校正機(jī)床的擺軸軸線與主軸軸線間的平行度誤差,從而對(duì)擺軸氣浮座的零點(diǎn)位置進(jìn)行標(biāo)定,再次減小機(jī)床的靜態(tài)位置誤差;在采用靜態(tài)位置誤差補(bǔ)償前后,平面工件的加工表面面形PV值在180mm測(cè)量范圍內(nèi)由0.5μm降至0.24μm。在100mm口徑凹球面加工中,機(jī)床進(jìn)行靜態(tài)位置誤差校正前后的球面加工面型PV值從8.89μm減小到0.63μm;進(jìn)一步通過(guò)對(duì)工件面型進(jìn)行在位測(cè)量與誤差補(bǔ)償,加工面型誤差PV值減小到0.45μm。在拋物面加工過(guò)程中采用4D動(dòng)態(tài)剪切干涉儀進(jìn)行在位測(cè)量,并對(duì)工件面形誤差進(jìn)行在位補(bǔ)償,工件面形誤差PV值由2.7μm降至1.45μm。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TG51;TH74

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉有奇,王廷琪;機(jī)床的安全保護(hù)——機(jī)床改造中不可忽視的重要內(nèi)容[J];現(xiàn)代制造;2003年25期

2 楊椿年;機(jī)床涂色原理[J];組合機(jī)床;1983年04期

3 徐宗俊,劉飛;機(jī)床節(jié)能方面的一些研究和設(shè)計(jì)問(wèn)題[J];機(jī)床;1985年08期

4 張文梁;小議復(fù)合型人才——介紹《機(jī)床加工技能》錄像片[J];職業(yè)技能培訓(xùn)教學(xué);1999年11期

5 譚天;基于網(wǎng)絡(luò)的機(jī)床診斷、臨測(cè)和維護(hù)[J];世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng);2003年01期

6 潘秋紅;;淺談機(jī)床加工技能訓(xùn)練教學(xué)中學(xué)生積極性的提高[J];科技信息(科學(xué)教研);2008年18期

7 ;機(jī)床加工作業(yè)環(huán)境與安全[J];工業(yè)安全與環(huán)保;2012年02期

8 陳家元;;機(jī)床的振動(dòng)及防治措施[J];裝備制造技術(shù);2012年09期

9 儲(chǔ)開(kāi)滾;;淺議機(jī)床振動(dòng)的原因及控制技術(shù)[J];河南科技;2013年07期

10 趙長(zhǎng)齡;機(jī)床安裝經(jīng)驗(yàn)介紹[J];機(jī)床與工具;1955年10期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 秦鈺龍;陳駿;;淺談機(jī)床系列化造型設(shè)計(jì)方法[A];2013國(guó)際工業(yè)設(shè)計(jì)研討會(huì)暨第十八屆全國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

2 ;機(jī)床用高效節(jié)能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)[A];電子信息節(jié)能技術(shù)與產(chǎn)品推廣應(yīng)用專(zhuān)集[C];2009年

3 張如偉;;宣鋼2#高爐砝碼校秤誤差分析及消除[A];2013年河北省煉鐵技術(shù)暨學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

4 高國(guó)琴;羅燕;劉辛軍;江道根;;虛擬軸機(jī)床并聯(lián)機(jī)構(gòu)的無(wú)抖振滑�？刂芠A];第二十九屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2010年

5 馮晟杰;吳國(guó)棟;趙強(qiáng);;多齒分度臺(tái)測(cè)量以及誤差分析[A];第十二屆全國(guó)光學(xué)測(cè)試學(xué)術(shù)討論會(huì)論文（摘要集）[C];2008年

6 殷燕東;;短圓弧測(cè)量的誤差分析及替代解決方法[A];中國(guó)電子學(xué)會(huì)電子機(jī)械工程分會(huì)2009年機(jī)械電子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

7 ;“千廠千會(huì)”工作加速了企業(yè)發(fā)展[A];陜西省機(jī)械工程學(xué)會(huì)電加工分會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2000年

8 梁珍;沈恒根;張吉禮;陸亞俊;;CFD模擬中的誤差分析——驗(yàn)證與檢驗(yàn)[A];全國(guó)暖通空調(diào)制冷2008年學(xué)術(shù)文集[C];2008年

9 王永明;李力;;CNC機(jī)床加工信息指示輸入方式[A];面向制造業(yè)的自動(dòng)化與信息化技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)技術(shù)——2001年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)暨第九屆全國(guó)特種加工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2001年

10 田朝輝;李和明;彭詠龍;;采樣型SPWM數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方法誤差分析的研究[A];2006中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)第十屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2006年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 郭炳華 閻秀真;家家機(jī)床響 戶戶笑開(kāi)顏[N];河北科技報(bào);2006年

2 張穎;挖掘再制造潛力 煥發(fā)機(jī)床第二次生命[N];中國(guó)冶金報(bào);2010年

3 本報(bào)記者 李佳師;桂林機(jī)床：制造+服務(wù)決勝市場(chǎng)[N];中國(guó)電子報(bào);2012年

4 劉曉辰;秦川機(jī)床集團(tuán)著力打造國(guó)際高端品牌[N];經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2007年

5 余桂才;桂林機(jī)床投億元巨資搞技改[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2005年

6 本報(bào)記者 楊紅英;國(guó)產(chǎn)高檔機(jī)床市場(chǎng)化之路艱難曲折[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2013年

7 本報(bào)記者 楊紅英;漢江機(jī)床：銷(xiāo)售旺季更應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2010年

8 趙文輝;衡冶 節(jié)能降耗取得新成果[N];中國(guó)冶金報(bào);2003年

9 本報(bào)記者 孫宏程;中高檔機(jī)床挺進(jìn)寧波市場(chǎng)[N];機(jī)電商報(bào);2005年

10 本報(bào)記者 齊雪嶺;精誠(chéng)機(jī)床：用個(gè)性化扮靚品牌[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 姚洪輝;基于擺動(dòng)進(jìn)給的超精密金剛石車(chē)削加工誤差分析與補(bǔ)償[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

2 蘇浩;超精密飛切機(jī)床熱行為與熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 孫椰望;船用多功能數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)性能研究[D];北京理工大學(xué);2015年

4 張恩忠;多軸精密數(shù)控機(jī)床誤差測(cè)量、綜合建模及補(bǔ)償技術(shù)的研究[D];吉林大學(xué);2017年

5 馬麗梅;網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟環(huán)境下可重構(gòu)機(jī)床優(yōu)化配置理論與方法研究[D];北京交通大學(xué);2013年

6 劉一磊;重型數(shù)控落地銑鏜床綜合誤差補(bǔ)償研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

7 馬文魁;復(fù)雜曲面加工誤差補(bǔ)償方法與關(guān)鍵技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張浩;面向可重構(gòu)機(jī)床設(shè)計(jì)的多層映射技術(shù)及應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 王耀輝;基于“S”形試件的機(jī)床剛度特性檢驗(yàn)方法研究[D];電子科技大學(xué);2015年

3 王偉;大型空腔零件內(nèi)端面精密數(shù)控銑床的設(shè)計(jì)及研究[D];重慶理工大學(xué);2015年

4 楊磊;基于LMS.Test.Lab的DK7735機(jī)床動(dòng)態(tài)特性分析及優(yōu)化[D];西華大學(xué);2015年

5 楊沂運(yùn);S公司鑄件車(chē)間機(jī)床換模方案改進(jìn)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

6 吳治國(guó);多工位筆頭加工機(jī)床的關(guān)鍵部件的研究與設(shè)計(jì)[D];東華大學(xué);2016年

7 王帥;面向工業(yè)4.0的機(jī)床管理系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(沈陽(yáng)計(jì)算技術(shù)研究所);2016年

8 周曉婷;基于機(jī)床誤差建模的加工精度預(yù)測(cè)研究[D];山東大學(xué);2016年

9 嚴(yán)燦;典型機(jī)床加工能耗分析與切削磨削比能預(yù)測(cè)研究[D];湖南科技大學(xué);2016年

10 高超;面向五金衛(wèi)浴行業(yè)的車(chē)削機(jī)床開(kāi)發(fā)[D];大連理工大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：2081984