导读:本文包含了金刚石车削加工论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:ZnSe晶体,单点金刚石车削,脆-塑转变,有限元仿真
金刚石车削加工论文文献综述
李淑萍[1]（2017）在《ZnSe晶体单点金刚石车削加工技术研究》一文中研究指出红外技术作为一种高新技术,不仅广泛应用于太空领域,还在国防安全和部分民用领域占据重要地位。随着现代化武器装备的迅猛发展,有关红外光学材料特性的研究及相应光学元件的加工问题,备受世界各国关注。目前,国外对于ZnSe等多种红外光学材料,已能够进行较为成熟的镜面车削加工,但鉴于其重要的军事科研价值,该加工工艺具有高度的保密性。虽然,国内也有多家单位从事ZnSe晶体材料的超精密车削加工技术研究,但限于加工技术水平与加工经验的不足,尚未获得理想的镜面加工效果。因此,面对国外的技术封锁,我们必须自行研究超精密加工过程中关键技术的解决方案,以探寻出一种新型的、适于ZnSe等软脆多晶材料的超光滑镜面加工的工艺方案。本文主要围绕ZnSe晶体材料的单点金刚石车削加工工艺展开系统的研究。具体研究内容如下:首先,依据ZnSe晶体的材料特性以及脆性材料的单点金刚石车削加工特点,建立起反映实际叁维加工特征的理论切削模型。通过分析“脆-塑耦合”理论和模型仿真结果,探寻出ZnSe晶体镜面切削的临界加工条件,并针对加工中的关键问题,如最小切削厚度、“脆-塑转变”深度以及临界未变形切屑厚度等进行探究。利用超精密车削模型分别对刀具进给量、切削深度、刀具前角、刀尖圆弧半径等临界参数范围进行了预测或优选,为后续研究提供了理论指导。其次,基于非线性有限元分析软件ABAQUS,综合前文探索到的硒化锌晶体的本构关系模型以及实际加工特点,对硒化锌晶体切削过程进行仿真建模分析。研究了切削用量以及刀具几何特征等工艺参数对硒化锌晶体车削过程中加工表面质量的影响规律,对工件材料的脆性去除现象给出合理解释,为切削实验提供了理论支持。最后,根据仿真分析所获得的工艺参数优先级,进行实验方案设计,对建模与仿真的成果进行验证,系统研究了各工艺参数对改善ZnSe晶体加工表面质量的作用及其内在联系。整合相关理论、仿真和实验结果,对各加工参数进行优选以获得较为理想的超光滑ZnSe晶体镜面。(本文来源于《昆明理工大学》期刊2017-04-01）
姚洪辉[2]（2016）在《基于摆动进给的超精密金刚石车削加工误差分析与补偿》一文中研究指出随着科学技术发展,金刚石车削技术已经成为一种具有高可重复性的加工技术,能够实现多种材料的超精密加工,因此其被广泛应用于众多行业的精密零部件的生产制造。本文从铝制金属反射镜的摆动进给超精密金刚石车削加工方法入手,通过快速伺服刀架的设计与优化、系统性能测试,建立包含伺服刀架的机床整体运动误差模型,获得影响加工精度的主要误差项,进而提出相应的误差补偿方法,为提高摆动进给超精密金刚石车削加工精度提供理论指导。首先,在分析R-θ结构机床原理的基础上,对摆动进给超精密金刚石车削机床(Swing Feed Ultra-precision Diamond Turning machine,SF-UDTM)的运动原理和加工成形方法进行分析;结合机床的实际配置,确定摆动进给超精密金刚石车削机床的球面实际加工范围,明确目标球面几何参数与摆轴转角、摆轴与主轴轴线夹角等机床调整参数的对应关系;基于叁点法确定抛物面的最接近比较球面,提出非球面的叁维空间非球面度矢量的计算方法和基于摆动进给方式径向非球面度的加工方法,进而得出非球面加工过程中刀具伺服系统的进给规律。随后,对摆动进给超精密金刚石车削机床和常见T型结构布局超精密金刚石车削机床的非球面加工方法进行对比分析,说明摆动进给非球面加工的特点。最后对摆动进给加工过程中的切削几何参数进行计算,得出刀具前刀面与切削速度间夹角、前刀面与工件切削点径向夹角等几何参数的变换规律,进而对摆动进给过程中产生的斜角切削力进行推导计算,得到在刀具伺服系统设计方面的性能指标。其次,基于压电陶瓷驱动柔性铰链结构,完成了用于摆动进给超精密金刚石车削机床的快速刀具伺服系统的设计和制造,并通过力学建模和有限元分析对机构整体及单个柔性铰链进行分析;采用动力学方法对FTS系统进行分析,得出刀具伺服机构整体性能与系统参数的对应关系;采用多种测量方法对系统寄生误差、静态刚度、动态切削刚度、固有频率、重复定位精度、分辨率、最大行程等刀具伺服机构主要性能参数进行测试,获得不同性能参数下刀具伺服系统性能的变化规律,为后面进行快速刀具伺服进给机构误差补偿奠定基础。再次,根据多体系统运动学理论及机床实际结构配置,建立摆动进给超精密金刚石车削机床的空间几何误差模型;基于概率统计基本理论和正交实验法,建立了机床的空间误差回归分析模型和误差敏感度分析模型;通过Isight软件对影响加工精度的主要误差项进行辨识,分析不同误差项之间的交互作用关系,得到各个误差项对空间误差的影响规律。最后,为了提高摆动进给超精密金刚石车削加工精度,提出了摆动进给超精密金刚石车削机床的静态位置误差校正补偿法和工件面型误差在位补偿法。首先针对摆动进给超精密车削机床结构易调整的特点,根据静态位置误差校正工艺流程对分析得到的主要误差项进行校正;随后基于直径200mm平面工件的车削加工,在上一步的基础上进一步校正机床的摆轴轴线与主轴轴线间的平行度误差,从而对摆轴气浮座的零点位置进行标定,再次减小机床的静态位置误差;在采用静态位置误差补偿前后,平面工件的加工表面面形PV值在180mm测量范围内由0.5μm降至0.24μm。在100mm口径凹球面加工中,机床进行静态位置误差校正前后的球面加工面型PV值从8.89μm减小到0.63μm;进一步通过对工件面型进行在位测量与误差补偿,加工面型误差PV值减小到0.45μm。在抛物面加工过程中采用4D动态剪切干涉仪进行在位测量,并对工件面形误差进行在位补偿,工件面形误差PV值由2.7μm降至1.45μm。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-12-01）
阴俊峰,张洪[3]（2014）在《影响单点金刚石车削加工质量的因素分析》一文中研究指出介绍单点金刚石切削理论模型并得出其在一定刃口钝圆半径下的最小切削厚度公式:对金刚石刀具几何角度、切削参数、机床性能、加工环境、材料特性、气源波动等影响单点金刚石车削加工质量的因素进行分析,并提出一定的解决措施,为单点金刚石车削加工提供一些参考。(本文来源于《发展战略性新兴产业，助推新能源装备制造——2014年第四届全国地方机械工程学会学术年会暨新能源装备制造发展论坛论文集》期刊2014-06-26）
阴俊峰,张洪[4]（2014）在《影响单点金刚石车削加工质量的因素分析》一文中研究指出介绍单点金刚石切削理论模型并得出其在一定刃口钝圆半径下的最小切削厚度公式;对金刚石刀具几何角度、切削参数、机床性能、加工环境、材料特性、气源波动等影响单点金刚石车削加工质量的因素进行分析,并提出一定的解决措施,为单点金刚石车削加工提供一些参考。(本文来源于《机电工程技术》期刊2014年06期）
许宏淮[5]（2012）在《单点金刚石车削加工脆性光学材料表面粗糙度的控制研究》一文中研究指出单点金刚石车削(SPDT)是最重要的现在先进光学制造技术之一,与传统的光学加工技术相比,SPDT具有生产效率高、加工精度高、重复性好,以及加工复杂光学表面的能力突出等特点。磷酸二氢钾(KDP)晶体、氟化钙(CaF2)晶体等脆性光学晶体材料在大功率激光系统、红外系统、以及超精密光刻系统等领域有广泛而重要的应用。使用研磨、抛光、磨削等传统加工方法加工KDP晶体、CaF2晶体这类软质脆性光学材料时,杂质颗粒容易嵌入加工表面,劣化表面质量,而使用SPDT加工KDP晶体、CaF2晶体等脆性光学晶体材料,可以克服这样的问题,并且发挥SPDT加工的优点。光学元件的表面粗糙度是其至关重要的指标之一,对其所在光学系统的性能具有重要意义。如何在加工中控制表面粗糙度成为研究SPDT加工脆性光学材料时的关键以及难点之一。在SPDT加工表面形貌的形成过程中,影响表面粗糙度的因素非常复杂,它们通过复杂的综合作用影响了工件表面粗糙度的形成。本文将这些因素归纳后分为5大方面：工件材料的性质、金刚石刀具、加工工艺参数、机床设备、加工环境。根据SPDT切削加工的机理,SPDT加工表面粗糙度与工件材料的性质密切相关,尤其是材料的各向异性、硬度、纯度、杂质颗粒以及热学性质等因素。它们与切削力、切屑的形成、刀具和工件的相对振动以及刀具的磨损密切相关。金刚石刀具的圆弧半径、前刀角、后刀角以及磨损等因素对表面粗糙度的形成也有重要的影响。加工工艺参数包括主轴转速、进给量、切削深度,对表面粗糙度的形成有直接的影响,其中进给量对表面粗糙度的影响最为显着。加工中还需要考虑切削液的适当使用。本文通过分析SPDT加工脆性光学材料表面粗糙度的影响因素,提出相应的加工工艺控制思路。基于加工工艺控制思路,本文重点研究了SPDT加工KDP晶体和CaF2晶体表面粗糙度的控制,对KDP晶体和CaF2晶体进行一些列的加工实验,研究了在实际切削中各加工参数对表面粗糙度的影响,并提出了自适应的工艺参数优化法。对选定的材料,基于对材料的性质的分析,选择合适的金刚石刀具,在加工过程中优化选取加工参数,恰当地使用冷却液喷雾,并根据实验的结果分析优化了加工工艺参数,验证了加工工艺控制思路,实现了对KDP晶体、CaF2晶体表面粗糙度的控制,获得了获得KDP晶体加工表面的表面粗糙度S。为1.5nm,CaF2晶体加工表面粗糙度为S。为3.86nm。(本文来源于《复旦大学》期刊2012-05-28）
徐明旭[6]（2011）在《金刚石车削光学自由曲面的加工仿真系统研究》一文中研究指出光学自由曲面由于诸多优越的性能,如能够校正多种像差,减小光能损失,提高元件的成像效果等,因此在很多领域应用广泛。由于光学自由曲面的复杂性及其较高的精度要求,很难在普通数控机床上进行加工,如何实现光学自由曲面的精密、高效制造一直是光学元件生产领域的难题。基于快速刀具伺服(Fast Tool Servo,简称FTS)的金刚石车削加工技术是近年来发展起来的一项技术,此项技术被认为是实现光学自由曲面加工的革命性技术。然而,这项技术还没有发展成熟,因此有必要在进行实际加工之前对加工过程进行计算机仿真,以检验加工过程中可能出现的错误。本文在深入研究现有仿真技术和建模方法的基础上,针对光学自由曲面金刚石车削加工仿真进行研究。主要研究内容涉及到基于FTS的金刚石车削加工过程仿真系统的总体结构设计、数控代码的检验与编译、材料去除算法与动态显示等。论文具体研究内容主要包括以下几个方面：(1)通过分析光学自由曲面的加工特点和仿真系统的功能需求,建立了数控代码检验与几何仿真集成的金刚石车削加工仿真系统的体系结构,为后续各个子模块的开发奠定基础,对实现数控代码检验与几何仿真的有效紧密集成具有重要意义。(2)提出了仿真系统的总体功能要求,根据功能要求,设计了仿真系统的各个模块,并对每个模块的具体功能进行了详细论述,通过对系统各模块的集成,实现了各模块之间的数据通信和数据共享。(3)完成了编译模块中数控代码的检验功能,通过词法检验、语法检验和语义检验,可以准确、快速地检查出数控代码中可能出现的错误,并对其中的错误进行了分类,这样可以很方便地进行修改。通过读入和解释加工程序信息,把数控程序中的刀具位置和机床状态信息存储到加工数据信息结构体当中,为后续金刚石车削加工仿真做好了数据准备工作。(4)在深入研究现有数控插补原理的基础上,根据本系统仿真的特点,创新性地对现有插补原理进行了改进,提出了适合于本数控仿真系统的插补原理。通过对本系统插补原理的分析可知,与原有插补原理相比本系统所采用的插补原理有效地提高了仿真精度。(5)通过对现有建模方法的详细分析,结合本系统加工零件的特点,以Z_map法为基础,创新性地把B-rep法和Z_map法结合起来,提出了适合于光学自由曲面金刚石车削加工仿真系统的建模方法。该建模方法大大地减小了数据存储量,同时为后续的材料去除算法奠定了基础。(6)以环曲面为例,对刀具轨迹的生成进行了研究。结合布尔运算的理论,对叁维实体的布尔运算进行了简化,提出了基于物体空间离散法的材料去除算法。结合叁维图库OpenGL,通过双缓存技术,比较简单、方便地实现了材料去除过程的动态显示。论文围绕金刚石车削光学自由曲面加工仿真展开,对仿真系统的体系结构进行了设计,较好地实现了数控代码解释模块、材料去除模块、动态显示等模块之间的数据传输和数据共享。充分利用OpenGL库函数对现有插补算法进行了改进,极大地提高了系统的仿真精度。本文对场景模型进行了分类,并根据模型的特点采用适合的建模方法对模型进行了建模。利用B-rep法和Z_map法相结合的方法完成了毛坯建模,减小数据存储量,简化了实体间的布尔运算过程。仿真结果表明,该系统较好地实现了光学自由曲面加工的动态仿真,所采用的建模方法有效提高了系统的仿真速度和仿真质量。(本文来源于《吉林大学》期刊2011-05-01）
许宏淮,徐敏,李锦江[7]（2010）在《综述:影响单点金刚石车削加工表面粗糙度的因素》一文中研究指出本文总结归纳单点金刚石加工(SPDT)表面粗糙度控制的各种影响因素,这些因素是综合起作用的,导致表面粗糙度复杂的形成机理。这么多的影响因素,可大致归纳为五个大方面:工件材质、金刚石刀具、加工过程参数、机床设备、环境。然后就以下3个方面对SPDT表面粗糙度的影响进行较全面透彻的分析:(1)材料的影响工件材质因素对工件表面粗糙度有至关重要的影响,是限制表面粗糙度精度的一大因素。工件材质的各种属性影响到切削过程中刀具与工件复杂的相互作用。材料的硬度、纯度、包含颗粒大小和硬度、材料的微结构会引起的刀具与工件的相对振动,切屑中的硬颗粒会造成划痕,增加刀具磨损。(2)刀具的影响刀具的几何形貌对加工表明粗糙度有重要的影响。在实际加工中,金刚石刀具的磨损度、刃口波纹度等状况对工件表面粗糙度有重大影响。刀具的磨损将严重影响表面粗糙度,需要对刀具的磨损进行深入研究,控制刀具的磨损。(3)切削参数的影响当工件材质选定,加工机床设备和环境因素良好控制的情况下,加工过程参数对表面粗糙度也有重要影响。这些切削参数一般包括:进给速率、主轴转速、切削深度等。研究表明刀具与工件的相对振动、刀具干涉、刀具的磨损与这些参数有密切关系。(本文来源于《中国光学学会2010年光学大会论文集》期刊2010-08-23）
房田[8]（2009）在《非回转对称光学曲面金刚石车削加工误差的研究》一文中研究指出非回转对称(NRS)光学曲面可以克服光学系统的各种像差,改善光学性能,在航天、航空等军事工业中有着重要的应用。基于快速刀具伺服(Fast Tool Servo,以下简称FTS)金刚石车削因其可以高效、精密地制造NRS光学曲面以及加工过程中低成本,使得FTS金刚石车削NRS光学曲面备受瞩目。在生产制造中70%-80%的成本是用来保证产品加工质量,降低加工误差,提高加工精度。关于金刚石车削加工误差的研究很多,但还没有物理误差模型,主要是针对外圆和平面车削,而且大多是几何误差模型,不能直接用于NRS曲面的金刚石车削加工。本文针对非回转对称曲面,通过齐次坐标变换方法,建立基于FTS的金刚石车削综合加工误差的模型。分析了主轴回转和切削力对加工误差的影响,讨论了主轴回转误差和切削力变形误差的模型建立。通过数值仿真,分析了切削参数和刀具几何参数等因素对综合加工误差的影响。(本文来源于《吉林大学》期刊2009-05-01）
董国军,董申,孙涛,谢尔盖·维达利耶维奇·格鲁贝伊[9]（2008）在《单点金刚石车削加工切削距离的计算》一文中研究指出讨论了大型金属反射镜在金刚石车削中,金刚石刀具的磨损对加工精度的影响;详细介绍了超精密加工中几种典型零件形状单点金刚石车削加工的切削距离计算方法,经计算在加工直径为1000mm的圆盘工件时,当刀具的进给量为2μm/r,切削距离达到近400km。通过计算为加工大型光学元件刀具磨损规律的研究提供分析基础。(本文来源于《光学技术》期刊2008年S1期）
杨元华,陈时锦,孙涛,赵清亮,程凯[10]（2008）在《微结构表面金刚石车削加工过程中快速伺服刀架的控制》一文中研究指出微结构表面金刚石车削加工过程中由于切削深度突变而易于引起切削力干扰,采用滑模变结构控制算法来解决这一问题。研制了用于微结构表面加工的快速伺服刀架,建立了快速伺服刀架动力学模型,并设计了基于连续时域模型的滑模变结构控制器,它与系统的参数变化及扰动无关,因此在切削过程中具有很好的鲁棒性。另外,滑模变结构控制系统快速性好,无超调,计算量小,实时性强,很适合于加工控制。针对滑模变结构控制算法与常规PID控制算法进行了阶跃响应对比实验,结果表明滑模变结构控制算法比常规PID控制算法的超调小,稳态误差小于20nm。最后以微菲涅耳透镜作为微结构表面的实例进行加工实验,实验结果进一步验证了滑模变结构控制算法的有效性。(本文来源于《航空学报》期刊2008年01期）
金刚石车削加工论文开题报告
（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：
随着科学技术发展,金刚石车削技术已经成为一种具有高可重复性的加工技术,能够实现多种材料的超精密加工,因此其被广泛应用于众多行业的精密零部件的生产制造。本文从铝制金属反射镜的摆动进给超精密金刚石车削加工方法入手,通过快速伺服刀架的设计与优化、系统性能测试,建立包含伺服刀架的机床整体运动误差模型,获得影响加工精度的主要误差项,进而提出相应的误差补偿方法,为提高摆动进给超精密金刚石车削加工精度提供理论指导。首先,在分析R-θ结构机床原理的基础上,对摆动进给超精密金刚石车削机床(Swing Feed Ultra-precision Diamond Turning machine,SF-UDTM)的运动原理和加工成形方法进行分析;结合机床的实际配置,确定摆动进给超精密金刚石车削机床的球面实际加工范围,明确目标球面几何参数与摆轴转角、摆轴与主轴轴线夹角等机床调整参数的对应关系;基于叁点法确定抛物面的最接近比较球面,提出非球面的叁维空间非球面度矢量的计算方法和基于摆动进给方式径向非球面度的加工方法,进而得出非球面加工过程中刀具伺服系统的进给规律。随后,对摆动进给超精密金刚石车削机床和常见T型结构布局超精密金刚石车削机床的非球面加工方法进行对比分析,说明摆动进给非球面加工的特点。最后对摆动进给加工过程中的切削几何参数进行计算,得出刀具前刀面与切削速度间夹角、前刀面与工件切削点径向夹角等几何参数的变换规律,进而对摆动进给过程中产生的斜角切削力进行推导计算,得到在刀具伺服系统设计方面的性能指标。其次,基于压电陶瓷驱动柔性铰链结构,完成了用于摆动进给超精密金刚石车削机床的快速刀具伺服系统的设计和制造,并通过力学建模和有限元分析对机构整体及单个柔性铰链进行分析;采用动力学方法对FTS系统进行分析,得出刀具伺服机构整体性能与系统参数的对应关系;采用多种测量方法对系统寄生误差、静态刚度、动态切削刚度、固有频率、重复定位精度、分辨率、最大行程等刀具伺服机构主要性能参数进行测试,获得不同性能参数下刀具伺服系统性能的变化规律,为后面进行快速刀具伺服进给机构误差补偿奠定基础。再次,根据多体系统运动学理论及机床实际结构配置,建立摆动进给超精密金刚石车削机床的空间几何误差模型;基于概率统计基本理论和正交实验法,建立了机床的空间误差回归分析模型和误差敏感度分析模型;通过Isight软件对影响加工精度的主要误差项进行辨识,分析不同误差项之间的交互作用关系,得到各个误差项对空间误差的影响规律。最后,为了提高摆动进给超精密金刚石车削加工精度,提出了摆动进给超精密金刚石车削机床的静态位置误差校正补偿法和工件面型误差在位补偿法。首先针对摆动进给超精密车削机床结构易调整的特点,根据静态位置误差校正工艺流程对分析得到的主要误差项进行校正;随后基于直径200mm平面工件的车削加工,在上一步的基础上进一步校正机床的摆轴轴线与主轴轴线间的平行度误差,从而对摆轴气浮座的零点位置进行标定,再次减小机床的静态位置误差;在采用静态位置误差补偿前后,平面工件的加工表面面形PV值在180mm测量范围内由0.5μm降至0.24μm。在100mm口径凹球面加工中,机床进行静态位置误差校正前后的球面加工面型PV值从8.89μm减小到0.63μm;进一步通过对工件面型进行在位测量与误差补偿,加工面型误差PV值减小到0.45μm。在抛物面加工过程中采用4D动态剪切干涉仪进行在位测量,并对工件面形误差进行在位补偿,工件面形误差PV值由2.7μm降至1.45μm。
（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。
金刚石车削加工论文参考文献
[1].李淑萍.ZnSe晶体单点金刚石车削加工技术研究[D].昆明理工大学.2017
[2].姚洪辉.基于摆动进给的超精密金刚石车削加工误差分析与补偿[D].哈尔滨工业大学.2016
[3].阴俊峰,张洪.影响单点金刚石车削加工质量的因素分析[C].发展战略性新兴产业，助推新能源装备制造——2014年第四届全国地方机械工程学会学术年会暨新能源装备制造发展论坛论文集.2014
[4].阴俊峰,张洪.影响单点金刚石车削加工质量的因素分析[J].机电工程技术.2014
[5].许宏淮.单点金刚石车削加工脆性光学材料表面粗糙度的控制研究[D].复旦大学.2012
[6].徐明旭.金刚石车削光学自由曲面的加工仿真系统研究[D].吉林大学.2011
[7].许宏淮,徐敏,李锦江.综述:影响单点金刚石车削加工表面粗糙度的因素[C].中国光学学会2010年光学大会论文集.2010
[8].房田.非回转对称光学曲面金刚石车削加工误差的研究[D].吉林大学.2009
[9].董国军,董申,孙涛,谢尔盖·维达利耶维奇·格鲁贝伊.单点金刚石车削加工切削距离的计算[J].光学技术.2008
[10].杨元华,陈时锦,孙涛,赵清亮,程凯.微结构表面金刚石车削加工过程中快速伺服刀架的控制[J].航空学报.2008