非回转对称微结构论文-周京博

非回转对称微结构论文-周京博

导读:本文包含了非回转对称微结构论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:微结构表面,超精密车削,刀具轨迹生成,形状误差评价

非回转对称微结构论文文献综述

周京博[1](2013)在《非回转对称微结构表面超精车削轨迹生成及形状误差评价》一文中研究指出非回转对称微结构表面在成像、照明、精密测量、激光光束整形等领域中得到了越来越广泛的应用,此类表面的超精密加工已经成为了21世纪先进制造技术中的一项关键技术。采用金刚石车削方法实现非回转对称微结构表面加工,具有形状精度高、表面粗糙度好、加工形状可灵活控制等优点,得到了越来越多的重视。车削加工此类表面时,需要同时考虑机床工作台的直线位移和主轴转动的角度,这决定了非回转对称表面车削与传统回转对称表面车削加工在表面成形原理上的差异。车削加工满足要求的非回转对称微结构表面,不仅需要相应的超精密加工设备、良好质量的金刚石刀具,还需要对刀具轨迹生成、形状误差评价、加工仿真等关键技术进行研究。刀具轨迹是实现加工的基础。根据非回转对称微结构表面车削加工表面成形原理,分别给出了公式描述表面、阵列类表面和离散点描述表面的刀具轨迹计算方法。为保证所加工表面的形状精度,需对刀尖圆弧半径进行补偿,而刀具补偿量通常既有X坐标轴运动分量,又有Z坐标轴运动分量。刀尖圆弧半径补偿后,就使原本单向、匀速进给的X向工作台迭加了一个高频往复运动分量,不利于微结构表面的车削加工。针对上述问题,提出了基于Hermite插值和散乱点插值的两种刀具轨迹生成方法,可将刀尖圆弧半径补偿后的高频的运动分量都分解到Z坐标方向上。其中,基于Hermite插值的刀具轨迹生成算法适用于公式描述的表面,而基于散乱点插值的刀具轨迹生成算法则更适用于阵列类和离散点表示的表面。形状误差评价是分析加工结果的重要部分。分别给出了非回转对称微结构表面加工结果二维轮廓误差及叁维面形误差的评价方法。在进行轮廓误差计算时,采用弧长曲率曲线互相关方法得到测量轮廓与设计轮廓的对应点,根据这些对应点推导了实现轮廓粗匹配时对测量轮廓进行的的旋转、平移参数的快速计算方法,进而采用实数编码遗传算法实现测量轮廓与设计轮廓的精确匹配,得到了轮廓的轮廓误差。在面形误差评价时,采用曲率极值点作为粗匹配的特征点,建立了表面粗匹配和精匹配模型,采用遗传算法依次实现了对上述匹配模型的求解,得到了表面面形误差的评价结果,并对算法的可靠性进行了讨论。加工仿真是预测形状误差,保证加工质量的有效手段。采用超精密车削加工非回转对称微结构表面时,加工程序复杂、加工参数各异、加工结果易受环境影响。因此,需要参照真实加工系统建立相应的仿真系统,仿真系统不仅包括切削力、运动控制系统、工作台振动、切削刀具轮廓、加工表面叁维形貌等模型,并且还包括机床运动和简化的动力学模型,上述所有模型的综合决定了工件的最终加工质量。在机床运动模型中,将机床各运动部件均抽象为具有六个自由度的刚体,并通过坐标变换得到金刚石刀具相对于工件的叁维切削轨迹,进而通过采样法建立了加工表面的叁维形貌。此仿真系统不仅可以预测加工结果的表面粗糙度,还可以分析主轴转速、刀尖圆弧半径补偿、对刀误差等加工参数对表面形状误差的影响,对实际加工具有指导意义。加工非回转对称微结构表面时需选择具有合适刀尖几何参数的金刚石刀具,以避免刀具与所加工的表面发生干涉。本文给出了金刚石刀具刀尖圆弧半径、前角、后角等几何参数的选择方法,并加工了多种非回转对称微结构表面。加工的公式描述表面为正弦网格表面,它可作为制作激光核聚变调制靶的模板。加工的阵列类表面为四边形和六边形排布的非球面微透镜阵列,它们在光学系统中具有广泛的应用。在对非球面形状参数进行光学性能优化的基础上,分别设计并加工得到了四边形和六边形排布微透镜阵列模板,对加工结果的形状精度进行了分析,对刀具对心误差对透镜形状误差的影响进行了讨论,并对热压印后非球面微透镜阵列的焦斑和成像性能进行了测试,表明超精密车削方法是加工微透镜阵列元件的一种有效手段。对于离散点描述的表面,成功实现了用图片表示的头像以及用于激光光束整形的连续衍射表面的加工,对刀具轨迹生成算法进行了验证。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2013-06-01)

潘虹[2](2009)在《非回转对称微结构金刚石切削技术研究》一文中研究指出近年来,非回转对称微结构表面的应用范围越来越广泛,无论在现代国防科技领域还是在普通工业领域的需求都越来越紧迫。非回转对称微结构,作为微结构表面其中的一类,相对于其他微结构有着更为复杂的面形结构,这类零件无法使用传统的切削加工方法进行加工。快速刀架伺服加工技术具有高频率响应、高定位精度等特点,使其成为非回转对称微结构加工的一种有效方法。而对于线性V槽微结构和由多条线性V槽相交形成的微结构阵列等非回转对称微结构,飞刀切削加工技术又具有其他金刚石加工方法无法比拟的优势。本文针对典型的非回转对称微结构,分析研究了快速刀架伺服加工和飞刀切削加工两种加工技术。首先分析了快速刀架伺服加工和飞刀切削加工技术对金刚石刀具的要求,提出了刀具几何参数设计原则,并结合典型微结构特征尺寸,设计了金刚石刀具,并对刃磨好的刀具进行了检测。其次,依据快速刀架伺服加工的特点,规划了加工过程中的刀具轨迹,提出了两种轨迹生成方式:等角度法和等弧长法,并在此基础上完成了快速刀架伺服加工非回转对称微结构的切削实验。此外,根据飞刀切削加工原理,分析了刀具安装与对正的重要性,以及各个切削参数的选择,进行了飞刀切削加工实验,并对实验结果进行了讨论。最后,分析了各种表面表征和评价方法的优缺点,据此提出应用功率谱密度(PSD)进行微结构表面评价的原因,并应用PSD对试验加工的微结构表面进行了评价。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2009-06-01)

非回转对称微结构论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

近年来,非回转对称微结构表面的应用范围越来越广泛,无论在现代国防科技领域还是在普通工业领域的需求都越来越紧迫。非回转对称微结构,作为微结构表面其中的一类,相对于其他微结构有着更为复杂的面形结构,这类零件无法使用传统的切削加工方法进行加工。快速刀架伺服加工技术具有高频率响应、高定位精度等特点,使其成为非回转对称微结构加工的一种有效方法。而对于线性V槽微结构和由多条线性V槽相交形成的微结构阵列等非回转对称微结构,飞刀切削加工技术又具有其他金刚石加工方法无法比拟的优势。本文针对典型的非回转对称微结构,分析研究了快速刀架伺服加工和飞刀切削加工两种加工技术。首先分析了快速刀架伺服加工和飞刀切削加工技术对金刚石刀具的要求,提出了刀具几何参数设计原则,并结合典型微结构特征尺寸,设计了金刚石刀具,并对刃磨好的刀具进行了检测。其次,依据快速刀架伺服加工的特点,规划了加工过程中的刀具轨迹,提出了两种轨迹生成方式:等角度法和等弧长法,并在此基础上完成了快速刀架伺服加工非回转对称微结构的切削实验。此外,根据飞刀切削加工原理,分析了刀具安装与对正的重要性,以及各个切削参数的选择,进行了飞刀切削加工实验,并对实验结果进行了讨论。最后,分析了各种表面表征和评价方法的优缺点,据此提出应用功率谱密度(PSD)进行微结构表面评价的原因,并应用PSD对试验加工的微结构表面进行了评价。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

非回转对称微结构论文参考文献

[1].周京博.非回转对称微结构表面超精车削轨迹生成及形状误差评价[D].哈尔滨工业大学.2013

[2].潘虹.非回转对称微结构金刚石切削技术研究[D].哈尔滨工业大学.2009

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