收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于刀具摆动进给的非球曲面超精密车削方法及系统研究

李国  
【摘要】: 非球曲面零件在光学系统中具有球面零件不可比拟的优越性。正因为如此,其应用也越来越广泛。与此同时,人们对于非球曲面零件的表面质量及其轮廓精度的要求也愈来愈高,所要求的尺寸也越来越大。然而与球面零件相比,光学非球曲面零件、尤其是大型的光学非球曲面零件在加工、检测等方面都存在更多的困难。因此,光学非球曲面零件的超精密加工越来越受到世界各国的重视,各国家都在致力于非球曲面光学零件超精密加工技术的研究。 从国内来看,国内非球曲面的超精密加工设备相对落后,不仅在设备的总体性能、综合精度指标、加工设备的可靠性和稳定性以及设备操作的人性化设计等方面都与国外相比存在较大差距。目前国内大型非球曲面光学零件的加工主要还是采用研磨抛光的方法,通过不断检测和反复的修抛完成,不仅效率低,而且严重依赖操作者的经验,难以满足应用需求。因此,我们必须根据现有的制造技术水平,突破传统的加工工艺,开发新的高精度的非球曲面光学零件的加工方法,以及研制相应的超精密加工设备。 本文研究了一种新型的非球曲面超精密加工方法及其加工设备,并在在亚微米范围内实现了轴对称非球曲面金属光学反射镜的高效加工 本文提出了一种新型的非球曲面超精密切削加工方法,理论分析了该方法的加工原理;建立了基于该新型加工方法的超精密机床的空间几何误差模型,确定了在预定加工精度要求下的各主要误差因素的许可范围,为下一步工作奠定了理论基础。 提出并设计了一种基于压电陶瓷驱动的新型微进给机构,相对于传统的双平行柔性铰链机构,该机构在其轴线垂面内不同方向上刚度的一致性更好,经仿真,在不同方向上施加20N的外力时,所引起的工件最大位移变化率仅为3.19%。实验研究了微进给机构的静态刚度、固有频率以及运动分辨率等开环特性,静态刚度与第一阶固有频率的实测结果与仿真结果的误差为22.4%和5.03%;建立了微进给机构迟滞及蠕变特性模型;并以此对微进给机构进行开环补偿控制,使跟踪精度提高了77.4%。 研究并确立了该机床在抛物面加工过程中最接近比较球面的确定方法,推导了径向非球面度的计算公式;研究了非球曲面加工中的刀尖轨迹控制方法;在此基础上设计了机床控制系统的总体结构和数控软件的主要功能方案。 研究非球曲面超精密加工中的误差补偿加工方法并建立了相应的补偿加工系统;分别研究了静态几何空间误差补偿加工及工件表面残余面形误差补偿加工方法的工艺流程,并进行了补偿加工实验,结果表明,上述两种方法分别使工件面形精度提高了28.8%和69.7%。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 盖玉先,R·哈博兰德;步进电动机驱动的四轴超精密机床[J];制造技术与机床;2002年05期
2 张彬;鲍龙祥;李成贵;杨辉;;基于数据拟合提高非球曲面面形精度的方法[J];航空科学技术;2010年04期
3 李成贵;杨辉;;一种基于保形B样条函数的非球曲面加工插补算法[J];国防制造技术;2011年04期
4 陈明君,董申,张飞虎,梁迎春;超精密非球曲面磨削系统中砂轮修整技术的研究[J];兵工学报;2002年02期
5 李国;董申;张景和;王海峰;张顺国;;大型非球曲面超精密复合加工机床[J];纳米技术与精密工程;2006年01期
6 李成贵;杨辉;;单点金刚石车削非球曲面测量数据样条拟合算法研究[J];航空科学技术;2011年03期
7 王波,董申,赵万生;非球曲面超精密车削过程中的轮廓补偿控制方法[J];航空制造技术;1999年02期
8 袁哲俊;;国内外精密加工技术最新进展[J];工具技术;2008年10期
9 陈明君,赵清亮,董申,李旦;基于双圆弧步长伸缩数控插补非圆曲线算法的研究[J];机械工程学报;2003年01期
10 刘利;数控弹性发射加工[J];机械制造与自动化;1998年04期
11 袁哲俊,周明,韩向利;超精密机床的新发展(上)[J];机械工艺师;1994年11期
12 王大伟;崔宇;杨坤;陈喜龙;;精密和超精密加工技术的发展[J];科技资讯;2008年14期
13 ;国内外动态[J];制造技术与机床;1994年08期
14 韩成顺,董申,唐余勇;轴对称非球面超精密磨削的几何模型研究[J];光学技术;2003年03期
15 袁哲俊;;精密和超精密加工技术的新进展[J];工具技术;2006年03期
16 蒋家东;袁道成;王宝瑞;;类球曲面薄壁回转壳体的壁厚测量设计[J];制造技术与机床;2010年07期
17 龚金成;谢大纲;宋剑锋;姚英学;;气囊抛光曲面光学零件工艺参数对抛光区特征影响的研究[J];燕山大学学报;2008年03期
18 滕燕,董申;铸铁基金刚石球头砂轮精密修整技术[J];制造技术与机床;2001年11期
19 宋生勤;超精密车削加工中的圆度补偿[J];机械开发;1995年02期
20 谭天;超精密车削的新发展[J];世界制造技术与装备市场;2002年06期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 尹韶辉;徐志强;;小口径单晶硅非球面复合超精密加工工艺[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
2 于兴滨;张清泉;张飞虎;张勇;陈超;;超声磁流变复合抛光回转非球面插补算法研究[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(下册)[C];2009年
3 吴丹;周顺燕;谢晓丹;;快速刀具伺服系统的精密自抗扰控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 李国;基于刀具摆动进给的非球曲面超精密车削方法及系统研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 李国;基于刀具摆动进给的非球曲面超精密车削方法及系统研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 王毅;超精密车削工艺研究[D];苏州大学;2011年
4 关朝亮;复杂光学曲面慢刀伺服超精密车削技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
5 葛英飞;SiC颗粒增强铝基复合材料超精密车削的基础研究[D];南京航空航天大学;2007年
6 王晓慧;基于FTS的微结构表面超精密车削控制系统及实验研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 陈东菊;基于遗传—神经网络的数控插补算法的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
2 高一亮;单晶锗高次非球面的超精密车削技术研究[D];长春理工大学;2012年
3 吴道峰;二次旋转非球面刀具摆动加工法[D];长春理工大学;2007年
4 彭振兴;用于超精密车削的两自由度快速刀具伺服驱动装置的研究[D];吉林大学;2008年
5 段春辉;五轴联动数控机床通用后置处理系统研制[D];西南交通大学;2007年
6 段雅丽;超精密车床控制系统及相关加工参数的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 姚召华;汽轮机叶片数控砂带磨床结构设计与分析[D];扬州大学;2010年
8 王健强;单晶锗六棱柱转鼓超精密切削加工工艺研究[D];长春理工大学;2012年
9 王群;五轴联动双NURBS曲线插补算法研究[D];湖南大学;2012年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978