本文關(guān)鍵詞：基于微棱鏡的反光結(jié)構(gòu)及反光膜原始模超聲加工研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，交通、服裝、廣告等領(lǐng)域?qū)ξ⒗忡R反光材料的需求越來(lái)越大。微棱鏡結(jié)構(gòu)尺寸小、加工難度大，國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有掌握其核心技術(shù)。為了縮小國(guó)內(nèi)與國(guó)外的技術(shù)差距，增強(qiáng)我國(guó)在微棱鏡反光膜方面的技術(shù)實(shí)力，對(duì)微棱鏡反光結(jié)構(gòu)光學(xué)性能及其加工的研究顯得尤為迫切。 本文以微棱鏡反光結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，對(duì)單個(gè)角錐的正入射光學(xué)特性、斜入射光學(xué)特性、角錐陣列光學(xué)特性、角錐改進(jìn)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析。同時(shí)，搭建超聲彎曲振動(dòng)刨削試驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)角錐結(jié)構(gòu)的加工進(jìn)行研究。主要內(nèi)容如下： (1)采用幾何光學(xué)和數(shù)學(xué)分析方法對(duì)立方角錐棱鏡的正入射光學(xué)軌跡進(jìn)行了分析。建立了合理的立方角錐棱鏡分析模型。對(duì)正入射時(shí)光線在角錐內(nèi)部的傳播進(jìn)行了分析。分析了正入射時(shí)無(wú)效光產(chǎn)生的原因，對(duì)無(wú)效光最終的出射方式進(jìn)行了研究。研究了角錐各表面失效對(duì)底面有效面積的影響，發(fā)現(xiàn)側(cè)面上靠近頂點(diǎn)的區(qū)域比外沿區(qū)域?qū)τ诮清F正入射有效面積的影響更大。 (2)利用數(shù)學(xué)分析和軟件仿真方法對(duì)光線斜入射時(shí)角錐棱鏡逆反射率進(jìn)行了分析。對(duì)射入角錐內(nèi)部的折射光線進(jìn)行了分類。給出了全反射條件對(duì)折射光線方向向量的限制。使用光學(xué)軟件對(duì)特定平面內(nèi)斜入射光線逆反射率隨入射角度的變化進(jìn)行了仿真分析，給出了逆反射率數(shù)據(jù)和逆反射率隨入射角度變化的曲線。發(fā)現(xiàn)特定平面內(nèi)能逆反射的光線入射角度位于角度范圍在－70°~＋50°之間范圍內(nèi)。在－67°~－69°范圍內(nèi)時(shí)，逆反射率曲線產(chǎn)生了次波峰。 (3)對(duì)角錐陣列中的無(wú)效光進(jìn)行了分析。建立了立方角錐棱鏡陣列模型，分析了角錐排列特點(diǎn)。對(duì)帶連接層的角錐陣列無(wú)效光線傳播規(guī)律進(jìn)行了分析。發(fā)現(xiàn)角錐陣列中的無(wú)效光可以沿著與入射方向反向平行的方向射回。運(yùn)用光學(xué)仿真軟件對(duì)單個(gè)無(wú)效區(qū)域及角錐陣列的逆反射率隨連接層厚度的變化規(guī)律進(jìn)行了分析，給出了逆反射率隨著連接層厚度變化的曲線。證明連接層對(duì)陣列的逆反射率有重要影響。給出了合理設(shè)計(jì)角錐陣列的建議。 (4)研究了以立方角錐結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)改進(jìn)的角錐結(jié)構(gòu)及各種結(jié)構(gòu)陣列的可加工性。分析了兩種以立方角錐結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)改進(jìn)的角錐結(jié)構(gòu)：六邊形角錐結(jié)構(gòu)及矩形角錐結(jié)構(gòu)。對(duì)改進(jìn)結(jié)構(gòu)的正入射光學(xué)特性進(jìn)行了研究。對(duì)各種角錐結(jié)構(gòu)陣列的可加工性進(jìn)行了分析和比較。最終選擇矩形角錐結(jié)構(gòu)陣列作為加工研究對(duì)象。 (5)研究了超聲彎曲振動(dòng)刀座的設(shè)計(jì)�；趶澢兎鶙U的理論及振動(dòng)刨削要求，對(duì)刀座進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。使用有限元分析軟件進(jìn)行了仿真分析。按照分析和設(shè)計(jì)結(jié)果，加工了刀座實(shí)物并進(jìn)行了振幅、頻率、阻抗的測(cè)量。測(cè)量結(jié)果顯示，刀座頻率偏差為0.2%，刀尖振幅為12.7μm。刀座具有一定的振幅放大倍數(shù)，能滿足使用要求。 (6)對(duì)矩形角錐陣列進(jìn)行了加工試驗(yàn)。介紹了矩形角錐結(jié)構(gòu)陣列加工所用的加工裝置和檢測(cè)裝置，，分析了矩形角錐結(jié)構(gòu)的加工尺寸，加工方案。設(shè)計(jì)了加工需要用到的刀具。在進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，使用薄紫銅片進(jìn)行了試驗(yàn)加工。對(duì)加工后的結(jié)果進(jìn)行了觀測(cè)和分析。通過(guò)將觀測(cè)圖和模擬圖進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)加工第二個(gè)工序時(shí)，銅片間間隙增大，導(dǎo)致加工時(shí)材料剛性過(guò)低是產(chǎn)生毛刺的主要原因。
【關(guān)鍵詞】：微棱鏡 無(wú)效光 角錐陣列 超聲彎曲振動(dòng) 微細(xì)加工
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH74;TG663
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 微棱鏡角錐結(jié)構(gòu)及超聲加工技術(shù)研究背景12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 微棱鏡角錐結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 微棱鏡陣列加工方法的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 超聲振動(dòng)切削加工的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 選題依據(jù)及研究中存在的主要問(wèn)題15-16
• 1.3.1 選題依據(jù)15-16
• 1.3.2 研究中存在的問(wèn)題16
• 1.4 主要的研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 單個(gè)立方角錐棱鏡正入射光線軌跡分析18-28
• 2.1 立方角錐模型18-20
• 2.1.1 假設(shè)條件及相關(guān)計(jì)算公式18-19
• 2.1.2 模型介紹19-20
• 2.2 正入射光線在角錐內(nèi)部的傳播20-24
• 2.2.1 光線的 3 次反射區(qū)域20-22
• 2.2.2 無(wú)效區(qū)產(chǎn)生的原因22
• 2.2.3 底面有效區(qū)及有效光線方向變化順序22-24
• 2.3 無(wú)效光線軌跡分析24-25
• 2.3.1 無(wú)效光第 3 次反射區(qū)域24
• 2.3.2 無(wú)效光出射方式24-25
• 2.4 各表面失效對(duì)有效面積的影響25-27
• 2.4.1 無(wú)效區(qū)域表面失效對(duì)有效面積的影響25-26
• 2.4.2 有效區(qū)域表面失效對(duì)有效面積的影響26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 光線斜入射時(shí)立方角錐棱鏡逆反射率分析28-43
• 3.1 折射光線的分類及全反射限制條件28-30
• 3.1.1 折射光線分類28
• 3.1.2 全反射條件對(duì)方向向量的限制28-29
• 3.1.3 不同折射向量的取值范圍29-30
• 3.2 在特定平面內(nèi)的斜入射光線分析30-41
• 3.2.1 斜入射光線的入射向量和折射向量30-36
• 3.2.2 斜入射光在介質(zhì)界面的反射率和透射率36-39
• 3.2.3 斜入射光線逆反射率隨入射角度的變化39-41
• 3.3 本章小結(jié)41-43
• 第4章 正入射時(shí)立方角錐棱鏡陣列無(wú)效光分析43-54
• 4.1 角錐陣列模型43-46
• 4.1.1 單個(gè)角錐坐標(biāo)系到角錐陣列坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換43-45
• 4.1.2 角錐陣列特點(diǎn)分析45-46
• 4.2 帶連接層的角錐陣列無(wú)效光傳播規(guī)律46-48
• 4.3 立方角錐棱鏡逆反射率隨陣列連接層厚度變化的規(guī)律48-52
• 4.3.1 單個(gè)無(wú)效區(qū)域的逆反射率隨底厚的變化規(guī)律48-49
• 4.3.2 角錐陣列的逆反射率隨底厚的變化情況49-52
• 4.4 合理設(shè)計(jì)立方角錐陣列的建議52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 第5章 立方角錐的改進(jìn)型結(jié)構(gòu)及各種結(jié)構(gòu)陣列的可加工性分析54-62
• 5.1 以立方角錐結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)改進(jìn)的角錐結(jié)構(gòu)54-56
• 5.1.1 底面為正六邊形的改進(jìn)結(jié)構(gòu)54-55
• 5.1.2 底面為矩形的改進(jìn)結(jié)構(gòu)55-56
• 5.2 改進(jìn)型角錐結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性分析56-58
• 5.2.1 六邊形角錐結(jié)構(gòu)的正入射光線軌跡分析56-57
• 5.2.2 矩形角錐結(jié)構(gòu)正入射光線軌跡分析57-58
• 5.3 各種角錐結(jié)構(gòu)陣列的可加工性分析58-61
• 5.3.1 立方角錐結(jié)構(gòu)的可加工性分析58-59
• 5.3.2 六邊形角錐結(jié)構(gòu)陣列的可加工性分析59-60
• 5.3.3 矩形角錐結(jié)構(gòu)陣列的可加工性分析60-61
• 5.4 角錐結(jié)構(gòu)的選擇61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 第6章 超聲彎曲振動(dòng)刨削刀座設(shè)計(jì)62-70
• 6.1 刀座初步設(shè)計(jì)62-66
• 6.1.1 彎曲振動(dòng)變幅桿的相關(guān)理論62-63
• 6.1.2 刀座尺寸的初步計(jì)算63-64
• 6.1.3 刨削刀座的初步設(shè)計(jì)64-66
• 6.2 有限元仿真分析66-68
• 6.2.1 仿真方法及過(guò)程66-67
• 6.2.2 節(jié)點(diǎn)的確定67-68
• 6.3 測(cè)試結(jié)果68-69
• 6.4 本章小結(jié)69-70
• 第7章 矩形角錐陣列的加工試驗(yàn)70-79
• 7.1 加工及檢測(cè)系統(tǒng)70-73
• 7.1.1 超聲加工裝置70-71
• 7.1.2 數(shù)控機(jī)床71
• 7.1.3 檢測(cè)系統(tǒng)71-73
• 7.2 工藝設(shè)計(jì)73-76
• 7.2.1 矩形角錐的尺寸73
• 7.2.2 加工方案73-74
• 7.2.3 刀具設(shè)計(jì)74-75
• 7.2.4 切削深度75-76
• 7.3 切削試驗(yàn)76-78
• 7.3.1 加工參數(shù)76
• 7.3.2 試驗(yàn)結(jié)果76-77
• 7.3.3 結(jié)果分析77-78
• 7.4 本章小結(jié)78-79
• 第8章 研究總結(jié)與展望79-81
• 8.1 結(jié)論79-80
• 8.2 展望80-81
• 致謝81-82
• 參考文獻(xiàn)82-85
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王立江 ,趙繼 ,譚慶昌;超聲波振動(dòng)車削的運(yùn)動(dòng)學(xué)及其加工表面質(zhì)量[J];兵工學(xué)報(bào);1987年03期

2 周正干,王春生,張波,張德遠(yuǎn);超聲振動(dòng)切削中的自動(dòng)調(diào)諧技術(shù)研究[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2001年02期

3 陳杰;田光學(xué);遲永剛;劉梅;單東偉;;超聲振動(dòng)車削W-Fe-Ni表面質(zhì)量及其形貌特征研究[J];工具技術(shù);2007年08期

4 徐可偉;朱訓(xùn)生;趙波;;金剛石刀具振動(dòng)切削顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的切削機(jī)理研究[J];工具技術(shù);2009年11期

5 蔡燕民,陳剛,陳高庭,方祖捷;立方角錐棱鏡的有效反射區(qū)[J];光學(xué)技術(shù);2000年03期

6 袁景和,陳波,曾紅軍,杜春雷;微正方形角錐棱鏡定向反射特性[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2000年07期

7 袁景和,陳波,曾紅軍,杜春雷;微棱鏡陣列型定向反射器特性[J];光子學(xué)報(bào);1998年11期

8 盧猛;趙清亮;;微結(jié)構(gòu)表面超精密加工中切削條件的影響分析[J];航空制造技術(shù);2009年03期

9 楊元華;陳時(shí)錦;孫濤;趙清亮;程凱;;微結(jié)構(gòu)表面金剛石車削加工過(guò)程中快速伺服刀架的控制[J];航空學(xué)報(bào);2008年01期

10 于光;陳俊云;趙清亮;;硬脆材料表面加工V形槽結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究[J];機(jī)床與液壓;2011年11期

  本文關(guān)鍵詞：基于微棱鏡的反光結(jié)構(gòu)及反光膜原始模超聲加工研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：332213