一、凹球面的车削加工(论文文献综述)
凌旭峰[1](2020)在《内凹球面加工方法研究》文中研究表明在铣削内凹球面的方法中,往往采用球头刀进行切削加工,而在球头刀底端越靠近回转中心的部位,切削性能越差。并且球头刀受其形状限制,在切削工件过程中始终和工件加工表面形成点接触,在保证切削质量的前提下无法提高切削效率。鉴于此,本文探讨了如何用平头立铣刀铣削内凹球面以及平头立铣刀铣削内凹球面的优点,并通过实例用CAM软件UG NX生成此方法的刀位轨迹。
李佳伟,杜文浩,韩长庆[2](2020)在《慢刀伺服车削刀具半径定向补偿的分段逼近求解》文中进行了进一步梳理复杂曲面的慢刀伺服车削加工过程中,采用刀具法向补偿算法会在各个直线轴产生补偿量,加工法向矢量突变的曲面时,这种算法并非最优,将补偿量只应用于负载较低的直线轴却是更优的选择。提出一种基于线段逼近的刀具半径定向补偿数值求解算法来求解定向刀位点,通过半径细分的策略使法向误差收敛。算法实例验证及与相关算法的对比结果显示,该算法适用于点云构成的曲面或分段曲面的刀具半径补偿。
熊玉朋[3](2019)在《多面共体折叠成像系统设计与制造的关键技术研究》文中指出多波段光电载荷融合成像具有几何和物理特性共同识别的功能,可有效提升目标识别率和识别效率,在光电成像技术领域发挥着不可替代的作用。传统多波段光电载荷一般选用多镜头分立组合的光学结构,存在系统体积大、图像实时处理能力弱等问题,难以满足对新型光电载荷集成化和灵巧化的需求。伴随着超精密加工技术的发展,多面共体光学元件的形、位高精度加工成为可能,光线可以在不同光学面间多次反射,形成折叠式光学成像系统,并有望为多波段光电载荷带来变革性的发展。高性能多面共体折叠成像系统的发展也面临着诸多挑战,主要是在光学设计、超精密加工、高精度检测以及性能调控等方面,多面共体折叠成像系统的光学设计是多变量约束条件下的多目标优化问题,多面共体光学元件的加工需要解决形位耦合条件下的高精度生成与检测问题,多面共体折叠成像系统的性能提升需解决杂散光抑制和高精度装配问题。因此,开展基于多面共体光学元件的多面共体折叠成像系统的优化设计研究,实现多面共体光学元件形位高精度加工与检测,突破传统多波段光电载荷分立式结构,提升多波段光电载荷系统性能,对于促进我国多波段光电载荷的发展具有重要的理论和实践意义。本论文针对上述问题,围绕多面共体折叠成像系统的研制难题,开展设计、加工、检测及图像融合等关键技术研究。具体的研究内容主要囊括以下五个方面:(1)建立了多面共体折叠成像系统优化设计方法。为了提升多面共体折叠成像系统光学设计的有效性,基于经典像差理论建立了多面共体折叠成像系统的优化设计模型,针对自主驾驶汽车目标探测需求对光电载荷的指标要求进行了实验验证。掌握了多面共体光学元件的像差分布规律,分析了系统边界条件和力热参数对多面共体折叠成像系统光学性能的影响,提出了系统的优化方案和设计参数,为多面共体折叠成像系统的多波段共轴融合成像奠定了设计基础。(2)提出了多面共体光学元件形位高精度在位检测与补偿车削方法。针对多面共体光学元件存在的形位高精度制造难题,对多面共体光学元件的单点金刚石车削工艺进行了研究,并基于计算全息元件(Computer Generated Hologram,CGH)开展了高精度的形位误差在位测量方法研究,通过补偿加工手段有效抑制了光学元件切削误差,实现了多面共体光学元件的高精度和高效率加工。(3)提出了多面共体折叠成像系统杂散光分析和抑制方法。从光电探测器目标探测的需求出发,建立了多面共体折叠成像系统杂散光分析和抑制模型,提出了杂散光抑制的基本原则,并进行了多面共体折叠成像系统杂散光抑制技术的研究,设计了包括内壁挡光环、内遮光罩和出瞳孔径光阑在内的抑制杂散光的结构,在不增加系统遮拦比和系统轴向尺寸的情况下可使可见光成像系统的点源透射比(Point Source Transmittance,PST)值小于10-5,长波红外成像系统的PST值小于10-4,满足系统使用要求。(4)研究了多面共体折叠成像系统装配误差的分析方法,并提出了多面共体折叠成像系统系统只装不调的基本概念与实现思路。分析了系统装配误差的来源,采用灵敏度分析法建立了系统装配误差与多面共体光学元件面形误差的映射关系模型,实现了多面共体折叠成像系统高精度装配,可见光成像系统最终的波像差峰谷值(Peak to Valley,PV)值为0.980λ,均方根值(Root Mean Square,RMS)值为0.156λ,长波红外成像系统的波像差PV值为0.935λ,RMS值为0.165λ。(5)研究了多波段共轴多面共体折叠成像系统的图像融合方法。超精密车削工艺保证了折叠可见光-长波红外成像系统的高精度共轴集成,简化了图像配准过程,运用主成分分析法直接实现了多波段图像的融合,融合图像包含的场景信息更丰富,目标特征更明显。
樊瑞军,关志伟,孙翠香,杨嵩[4](2019)在《精密超硬球面轴瓦的断续切削加工研究》文中进行了进一步梳理硬度62HRC的球面轴瓦要进行断续切削加工,球面轴瓦的加工精度要求高,加工难度大。解决断续切削过程中的振动和让刀是保证断续切削加工精度的关键,通过采用对称加工法,同时采取调整加工程序和增强加工系统刚度的措施可有效解决精密超硬球面轴瓦断续切削的精度问题。在实际生产中,调整加工程序并配合对称加工法得到了有效的应用,这种加工方式是保证断续加工精度及精度稳定性的有效途径。精密超硬球面轴瓦的断续切削加工研究对于有高精度和高硬度要求的断续切削加工有一定的参考和借鉴意义。
白云峰[5](2019)在《硬脆材料微透镜阵列超精密磨削工艺研究》文中认为随着科学技术的不断发展,人类逐渐开始向大自然进行更深入的学习,仿生学就是一个典型的例子。微透镜阵列成像系统就是模仿自然界中昆虫的复眼成像原理而被人们提出的一种微光学成像系统。但是,微型零件的加工一直以来都是对现有科学技术的挑战,现有的加工方法一般分为特种加工工艺和超精密机械加工工艺,在尺寸精度方面,超精密加工具有天然的优势,本文采用三轴联动展成式超精密磨削方法,可实现单晶锗平面矩形微透镜阵列的高精度磨削。本文建立了磨粒运动学模型,对磨粒运动轨迹进行了分析,砂轮转速和工件转速将对工件表面的形貌产生主要影响。当砂轮转速与工件转速比值较大时,工件表面将形成放射状形貌。根据平面矩形微透镜阵列特点提出了一种分度式磨削轨迹规划方案,该方案可减少加工程序编写的工作量,缩短加工时间。利用单因素磨削实验确定了磨削工艺参数,单因素实验结果显示,当砂轮转速一定时,工件转速取值越低,工件表面粗糙度越小。实现了9×9平面微透镜阵列的磨削,通过白光干涉仪检测得到的透镜单元表面粗糙度在5nm20nm之间。利用自行搭建的透镜单元深度测量平台对透镜单元深度进行了在位测量,得到了微透镜阵列单元矢高值,矢高设计值为4.8μm,加工的微透镜阵列单元矢高均值为4.51μm,方差为13.4。分析了影响尺寸一致性的主要因素,造成透镜单元尺寸不一致的主要原因是砂轮的磨损。
梁坤[6](2019)在《光学自由曲面加工机床换刀误差在位检测与补偿技术研究》文中研究说明光学自由曲面以其特有的面形特点与优异的性能正在被各行各业广泛采用,然而加工光学自由曲面的数控机床一直都未国产化,进而也导致了各类光学产品的生产成本居高不下。为了突破这一技术堡垒,进行光学自由曲面加工机床的研发是很有意义的。而为了使研发的数控机床可以生产出表面面形精度合格的光学自由曲面,必须对机床的各方面误差进行消除或补偿。本文针对一种环形多工位的光学自由曲面加工机床的换刀误差进行研究分析,设计了一种机床换刀误差在位检测辨识与补偿方法,并在机床上进行了实验验证。为了解决机床换刀误差辨识与补偿的问题,本文首先针对换刀误差进行理论分析,将换刀误差转化为刀尖的位置偏移误差。为了分析刀尖的位置偏移误差的影响,对机床快刀伺服加工系统进行理想几何建模,进而在MATLAB中进行刀具轨迹建模,进行工件表面微观形貌的预测。再由刀尖位置偏移误差对工件面形的影响规律设计机床换刀误差辨识及补偿方法,并在MATLAB中建立换刀误差补偿验证模型,得到的补偿效果良好。为了实现工件表面面形误差的在位测量,本文进行了机床测量工位的研究,建立了机床在位测量系统。为了使在位测量系统具有较好的测量精度,对在位测量系统进行了精度建模,对在位测量系统的系统误差即13项几何静态误差进行了误差辨识和补偿。而为了使测量更加准确,又设计了对比检定法进行机床在位测量系统测量前标定,以及测头半径补偿、测量数据滤波处理、面形误差评价等测量后处理方法。最后针对测量系统的整体测量功能实现进行了测量流程规划,使机床的在位测量系统能够进行全自动测量。而为了验证理论建模仿真、方法设计的正确性与有效性,本文进行了在位测量系统标定以及换刀误差定量验证实验。首先对在位测量系统进行粗调以满足小球自动测量误差辨识的要求,接着进行在位测量系统小球自动测量误差辨识实验,可以较好的辨识出在位测量系统几何静态误差,在20次测量中可以保证偏差在15%以内。然后又使用标准平面、标准凹球面基于对比检定法进行在位测量系统测量前标定,不仅可以验证辨识出的几何静态误差补偿效果良好,还可以得到在位测量系统特征测量的测量不确定度。最后进行了机床换刀之后的试加工实验,通过5次“加工——测量——补偿”可以得到满足要求的光学自由曲面。
任振洲[7](2019)在《三维光学微结构聚焦离子束铣削加工技术研究》文中认为传统的光学系统为提升成像质量常采用体积庞大的曲面透镜组合,导致其结构复杂且占用较大的使用空间,无法同时满足航空航天等特定领域对光学系统高性能和轻质化的要求。光学微结构尤其是三维光学微结构由于具有单元小、质量轻、集成度高等优点,为突破上述技术和应用瓶颈带来了曙光,其加工技术也是目前微纳加工领域的研究重点。相比于其它加工技术,聚焦离子束铣削(FIBM)加工作为一种无掩模直写的高精度微纳加工技术,在微结构加工尤其是三维光学微结构的加工上具有独特的优势。本文从三维光学微结构的FIBM轮廓仿真模型、FIBM加工实验、FIBM轮廓误差分析和补偿等方面对该技术进行了研究。首先,根据FIBM加工的加工机理,建立了FIBM加工的工艺模型。基于该工艺模型,针对灰度图这一典型FIBM加工方式,利用Python语言编程实现了灰度图加工微结构的二维和三维轮廓仿真。在轮廓仿真的建模过程中通过开展溅射产额实验和束斑分布实验提高了仿真模型的精确性,并通过采用矩阵计算和稀疏矩阵存储的方法提高了仿真模型的运行速度。该工艺和仿真模型实现了FIBM灰度图加工三维微结构轮廓的高精度仿真。其次,本文开展了三维光学结构的FIBM加工实验研究,针对凹球面微透镜这一典型结构,研究了离子束电流、最大驻留时间和束斑重叠比这三个参数对其表面质量的影响,并结合理论和仿真模型总结了其影响规律。研究发现离子束电流增大、最大驻留时间过大或过小、束斑重叠比过大均会导致三维光学微结构的表面质量显着降低。最后,通过实验结合仿真的方法,针对凹球面微透镜和凸球面微透镜这两种典型三维光学微结构,分析了其轮廓误差产生的机理。基于轮廓误差的产生机理,创新性地提出了两种减小微结构轮廓误差的灰度图补偿方法,并在仿真和实验中验证了这两种方法的可行性。利用本文提出的灰度图补偿方法可将三维微结构的面形精度提升约50%。
李泽骁[8](2019)在《脆性材料光学自由曲面超精密车削方法与工艺研究》文中提出高性能光学元件/系统是信息感知及获取的“眼睛”,其中因脆性材料光学自由曲面具有特殊波段特性,在国防安全、空间探测等领域具有十分重要应用价值。对于脆性材料的应用来说,加工器件最终光学性能直接受到加工表面精度和损伤的影响,因此,脆性材料光学自由曲面的加工除了要求高的表面形状精度,还必须具有好的加工材料表面完整性。然而,目前尚没有形成有效的脆性材料光学自由曲面高精度、高质量、高性能的超精密车削加工方法与相关工艺,限制了脆性材料光学自由曲面的广泛应用以及相关领域的快速发展。本课题围绕脆性材料光学自由曲面高效切削加工成形难点,开展从设计表征、加工制造、测量评价等方面的系统研究,主要内容如下:(1)研究脆性加工材料表面完整性表征,建立基于拉曼光谱的脆性材料表面及亚表面损伤的定量表征模型;提出自由曲面非回转度的概念,阐明快刀伺服车削下自由曲面近回转的约束条件,研究快刀伺服车削加工路径规划方法,构建超精密切削约束下的光学自由曲面加工策略。(2)研究单点金刚石加工下典型脆性材料单晶锗切削工艺对表面完整性的影响,构建自由曲面近回转面红外透镜的设计构建和表征分析方法,形成快刀伺服车削的单晶锗近回转面光学元件的加工工艺,实现高性能近回转面红外成像透镜的高效加工,对加工表面质量进行测量并对搭建光学系统进行测试,验证方法的有效性。(3)研究异形口径光学自由曲面的高效超精密车削方法,分析快刀伺服机构的运动性能和加工精度演变规律,通过采用非回转度优化策略下的轮廓线选取方式进行非圆域下的面形分解与重构;研究切削纹分布对光学元件衍射效应的影响,通过改进离轴车削方法改善大长宽比矩形口径光学自由曲面反射性能。(4)研究脆性材料均匀表面质量微透镜阵列的超精密车削方法,提出脆性材料自由曲面模芯思路,为光学自由曲面绿色制造提供新方案。通过分区域加工与间歇切削对加工路径平滑,获得端面和柱面微透镜阵列稳定加工状态,实现高表面质量一致性;实现具有大景深成像的光场相机微透镜阵列元件制造。
林泽钦[9](2018)在《微透镜阵列的慢刀伺服加工机理及其光学性能评价方法的研究》文中研究说明微透镜阵列是一种典型的微小光学元件,具有体积小、重量轻、便于集成化等优点,广泛应用于均匀导光、光通讯、光场成像等光学领域。慢刀伺服加工技术是一种可实现微透镜阵列超精密加工的有效方法。为保证微透镜阵列加工后的光学性能,通常需优化慢刀伺服加工工艺,控制其加工误差。然而,当前研究主要集中在提高零件表面加工精度上,缺乏对加工误差与光学性能之间关系的研究,致使在加工精度控制基准上采取保守的控制方法,提高了加工成本和难度。本课题研究针对微透镜阵列在光场成像中的应用,基于慢刀伺服加工方法,对微透镜阵列加工的刀具轨迹优化、表面形成预测以及加工误差与光学性能关系及其评价机制开展研究,以期提高微透镜阵列的光学性能。主要研究工作如下:(1)研究了微透镜阵列慢刀伺服加工的轨迹生成方法,针对微透镜阵列的形貌特征,分析不同轨迹生成方法的特点和精度差异;基于提高透镜单元边缘加工精度、Z轴运动的平滑性、加工效率等目的,研究提出了相应的刀具轨迹优化方案。基于超精密机床的拓扑结构分析,提出了使用机床的XYZC轴联动实现微透镜阵列单元独立加工的虚拟轴加工方法。研究表明:等角度等弧长组合轨迹点离散方法和法向偏置刀尖半径补偿方法,适用于透镜单元球半径远大于刀尖半径的加工场合,材料加工残留少且机床系统加工平稳性高;轨迹优化方法可减少工件径向上透镜边缘的加工残留、避免Z轴速度突变对边界质量的影响,剔除无效轨迹的优化方法可有效提高加工效率。(2)针对微透镜阵列慢刀伺服加工的表面质量受多因素作用的特点,提出了一种微透镜阵列的表面生成预测模型,利用预测模型实现慢刀伺服加工的工艺参数优化及误差分布的预测。该模型以平面超精密车削研究为基础,考虑了加工参数、刀具参数等多因素的影响,重点分析了刀具与工件之间的三维方向振动的影响,并在此基础上导入微透镜阵列的数学描述和慢刀伺服加工的优化轨迹,完成模型的建立。研究表明,刀尖半径的取值具有与透镜单元球半径相对应的最优值,使得理论加工粗糙度取得最小值;在满足加工效率的前提下,减少进给速度可有效降低表面粗糙度;刀尖半径误差和对刀误差会改变加工透镜的球半径,使单元的中低频误差分布呈现与加工轨迹相关的分布特征。(3)为实现对微透镜阵列光场应用中光学性能的评价,研究提高光学性能的工艺优化方法,本文利用光线传输理论、衍射理论对微透镜阵列的成像特点、焦斑质量、焦距、调制传递函数、畸变等光学特性进行了研究,提出了基于CCD视觉检测技术的微透镜阵列光学性能测试评价方法。结合微透镜阵列的形貌误差测量和光学性能测试,研究了加工误差对光学性能的影响。研究表明:微透镜阵列表面不同频段的误差会对上述光学性能带来不同的影响,通过研究其影响规律建立了加工工艺-加工误差-光学性能的影响机制。微透镜阵列各单元的位置度误差是影响各透镜单元焦点在焦平面上分布的主要因素,单元自身的球半径误差影响单元焦距,单元形貌中低频误差分布的非回转对称度会降低单元的MTF值,使得透镜对中低频光信号的对比分辨能力下降。(4)开展了微透镜阵列的超精密加工制备和光学测试实验,采用不同加工工艺参数以及引入刀具误差,通过慢刀伺服加工A16061材质的微透镜阵列,利用UV光固化转印技术转印制备了 PMMA材质的透明微透镜阵列元件,进行形貌测量和光学性能测试。实验验证了慢刀伺服加工工艺对微透镜阵列光学性能的影响,研究提出了光学性能的工艺保障方法,通过减小每转进给量、优选刀尖半径,可以降低微透镜阵列的粗糙度,并能提高各单元聚焦的一致性;减少对刀误差,可以改善单元的中低频误差分布,提高单元的对中低频光信号的MTF值。
邵山川[10](2018)在《基于条纹反射法的金刚石车床在位反射镜面形检测技术研究》文中研究指明随着现代光学产业的不断发展,高精度光学系统越来越多的被应用在军用、民用及航空航天等领域,光学反射镜作为光学系统中重要的组成部分,其加工质量对系统性能会产生直接影响,因此目前制造业对光学反射镜表面质量的要求也更加严格。超精密金刚石车削技术作为一种高效的超精密加工手段,已在反射镜加工制造领域得到广泛应用,但仍需要依托高精度面形检测技术来保证加工面形的质量,现有的多数高精度测量系统结构复杂,对检测环境要求高,无法在空间有限的超精密车削机床内部实现准确测量,因而对车削反射镜的测量多为中断加工过程后的离线测量,致使加工检测迭代周期长。针对超精密金刚石车削加工过程中缺乏快速有效的面形检测方法的问题,本文提出将具有抗干扰性强、检测结构简单、检测高效等优点的条纹反射法应用于超精密车削机床,实现对超精密车削金属反射镜在位面形检测,缩短加工检测周期,提高车削反射镜加工效率。本文首先通过对条纹反射法检测原理、常用检测结构以及所涉及的关键技术进行研究,选择合适的检测结构作为基础,进行超精密金刚石车削机床条纹反射在位面形检测系统模型设计,并建立解算分析算法,通过光线追迹手段完成了检测系统结构模型可行性及算法准确性验证。在模型与算法正确的基础上,分析了系统不同种类不同大小的位姿标定误差对检测结果的影响,给出检测系统进行测量时的位姿标定需求,为实际检测提供数据参考。之后本文对所用条纹反射检测方法中反射光线及入射光线标定技术进行了详细研究,针对常用激光跟踪仪屏幕点坐标标定方法在金刚石车床内部使用不便易造成标定精度降低的问题,提出了一种基于标准球面镜的显示屏点阵标定法,对该方法的标定原理进行了详细说明,完成了该方法的原理算法的正确性验证,并通过引入标定误差,分析了实际标定中易出现的标定误差对标定精度的影响,验证了标定方法的可行性。最后,根据本实验室现有的条件,本文选择了合适的硬件设备,搭建了实际金刚石车床条纹反射在位面形检测系统,对检测流程进行了详细说明,完成了对口径100mm的凹球面金属反射镜的在位检测实验,最终面形测量精度优于1μm,证明金刚石车床条纹反射在位面形检测系统可行且有效,能够对超精密金刚石车削机床加工过程起到很好的指导作用。
二、凹球面的车削加工(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:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(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。
三、凹球面的车削加工(论文提纲范文)
(2)慢刀伺服车削刀具半径定向补偿的分段逼近求解(论文提纲范文)
0 引言 |
1 慢刀伺服加工刀具半径补偿算法 |
1.1 刀触点轨迹规划与刀具补偿原理 |
1.2 基于直线逼近定向补偿数值解法及误差评估 |
2 基于半径细分策略的补偿算法优化 |
3 基于离散数据点的半径定向补偿轨迹规划算例及实验 |
3.1 路径规划方法 |
3.2 带修正项的非球面曲面算例 |
3.3 球面阵列曲面算例 |
3.4 球面阵列加工实验 |
4 结论 |
(3)多面共体折叠成像系统设计与制造的关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源与研究背景 |
1.1.1 研究课题来源 |
1.1.2 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 多面共体折叠成像系统的光学设计方法 |
1.2.2 多面共体光学元件的加工与检测方法 |
1.3 研究思路与主要内容 |
1.3.1 研究思路 |
1.3.2 研究内容 |
第二章 多面共体折叠成像系统的光机设计 |
2.1 多面共体折叠成像系统的光学设计模型 |
2.1.1 光学系统的光学指标需求 |
2.1.2 光学系统的基本参数 |
2.1.3 像差特性分析 |
2.2 多面共体折叠成像系统的优化设计 |
2.2.1 可见光成像系统的初始结构与优化 |
2.2.2 长波红外成像系统的光学设计 |
2.3 公差分析与制定 |
2.3.1 公差分类 |
2.3.2 公差分析 |
2.3.3 公差分配结果 |
2.4 光机结构设计 |
2.4.1 铝合金材料特性分析 |
2.4.2 支撑方式分析 |
2.4.3 静力学与动力学分析 |
2.5 热特性分析 |
2.5.1 温度对光学系统参数的影响 |
2.5.2 多重组态下的系统热特性分析 |
2.5.3 热特性的有限元分析 |
2.6 本章小结 |
第三章 多面共体光学元件的在位检测与补偿车削 |
3.1 超精密车削工艺流程 |
3.2 刀具参数选择与轨迹规划 |
3.2.1 刀具参数选择 |
3.2.2 镜面间距控制 |
3.2.3 加工轨迹规划 |
3.3 加工误差分析 |
3.3.1 刀具对中误差 |
3.3.2 刀具波纹度误差 |
3.3.3 刀具半径误差 |
3.4 多面共体光学元件的测量方法 |
3.4.1 CGH设计基础 |
3.4.2 CGH的设计与制作 |
3.5 加工实验 |
3.5.1 干涉仪校准与在位对刀 |
3.5.2 刀具半径辨识与补偿 |
3.5.3 在位检测与补偿修形 |
3.5.4 离线检测与形位误差分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 多面共体折叠成像系统杂散光的分析与抑制 |
4.1 杂散光分析的理论模型 |
4.1.1 双向散射分布函数 |
4.1.2 杂散光辐射能量传输 |
4.1.3 全积分散射 |
4.1.4 表面散射模型 |
4.1.5 杂散光的表征 |
4.2 杂散光的抑制措施分析 |
4.2.1 常见的杂散光抑制方法 |
4.2.2 系统杂散光的来源与路径 |
4.2.3 系统杂散光的抑制原则 |
4.3 杂散光抑制技术研究 |
4.3.1 杂散光的分析方法 |
4.3.2 可见光成像系统消杂散光的设计与分析 |
4.3.3 长波红外成像系统消杂散光的设计与分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 多面共体折叠成像系统的装配与融合成像 |
5.1 多面共体折叠成像系统的装配 |
5.1.1 系统装配误差模型 |
5.1.2 可见光成像系统的装配 |
5.1.3 长波红外成像系统的装配 |
5.1.4 多面共体折叠成像系统的只装不调 |
5.2 焦距和分辨率的评测 |
5.2.1 焦距的测量与分析 |
5.2.2 可见光成像系统分辨率测量与分析 |
5.2.3 长波红外成像系统分辨率测量与分析 |
5.3 成像实验与图像融合 |
5.3.1 图像融合方法 |
5.3.2 融合成像实验 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.1.1 论文的研究成果 |
6.1.2 论文的创新点 |
6.2 下一步工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者在学期间取得的学术成果 |
(4)精密超硬球面轴瓦的断续切削加工研究(论文提纲范文)
0 引言 |
1 M50的热处理工艺 |
2 上轴承外瓦加工工艺概述 |
3 球面副的断续加工实践研究 |
3.1 调整加工程序 |
3.2 增强加工系统刚度 |
3.3 对称加工法 |
4 结语 |
(5)硬脆材料微透镜阵列超精密磨削工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 课题研究背景与意义 |
1.3 国内外研究现状及分析 |
1.3.1 微透镜阵列研究现状 |
1.3.2 硬脆材料加工现状 |
1.3.3 超精密磨削工艺现状 |
1.3.4 国内外文献综述的简析 |
1.4 论文主要研究内容 |
第2章 微透镜阵列磨削方法及轨迹规划 |
2.1 引言 |
2.2 微透镜阵列数学表示 |
2.3 微透镜阵列磨削展成法原理 |
2.4 砂轮上单个磨粒的磨削运动轨迹 |
2.4.1 砂轮上单颗磨粒的磨削轨迹运动学建模 |
2.4.2 单颗磨粒运动轨迹分析 |
2.4.3 砂轮物理参数对磨削表面形貌的影响分析 |
2.5 微透镜阵列磨削轨迹规划及数控程序编写 |
2.5.1 微透镜阵列磨削轨迹规划 |
2.5.2 微透镜阵列磨削数控程序编写 |
2.6 本章小结 |
第3章 砂轮修整及磨削工艺参数单因素实验 |
3.1 引言 |
3.2 砂轮选择及修整 |
3.2.1 砂轮选择 |
3.2.2 砂轮的修整方案 |
3.2.3 砂轮修整过程及结果检测分析 |
3.3磨削工艺参数单因素实验 |
3.3.1 磨削工艺单因素实验参数设置 |
3.3.2 磨削工艺单因素实验及结果检测分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 平面微透镜阵列磨削 |
4.1 超精密磨削实验平台 |
4.2 超精密磨削实验对刀 |
4.2.1 超精密磨削实验对刀方案 |
4.2.2 超精密磨削实验对刀误差分析 |
4.3 加工结果检测 |
4.3.1 加工实物图 |
4.3.2 子透镜矢高值的提取 |
4.3.3 白光干涉仪检测 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(6)光学自由曲面加工机床换刀误差在位检测与补偿技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 换刀误差标定补偿研究现状 |
1.2.2 在位测量系统国内外研究现状 |
1.3 国内外文献综述的简析 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第2章 快刀伺服加工系统换刀误差辨识与补偿 |
2.1 引言 |
2.2 快刀换刀误差理论分析 |
2.2.1 快刀刀柄在刀座上的装夹定位误差 |
2.2.2 车刀在快刀刀柄上的装夹定位误差 |
2.3 快刀加工刀具轨迹建模及工件表面微观形貌预测 |
2.3.1 快刀伺服加工系统几何建模 |
2.3.2 快刀轨迹建模及工件表面微观形貌预测 |
2.4 换刀误差辨识检测方法研究 |
2.4.1 快刀刀尖上下偏移误差辨识检测 |
2.4.2 快刀刀尖左右、前后偏移误差辨识检测 |
2.5 换刀误差补偿机制研究与验证 |
2.6 本章小结 |
第3章 在位测量系统精度建模与整体功能开发 |
3.1 引言 |
3.2 在位测量系统结构构成及功能需求 |
3.2.1 基本结构组成 |
3.2.2 基本功能需求 |
3.3 在位测量系统综合误差分析 |
3.3.1 在位测量系统系统误差辨识及补偿分析 |
3.3.2 在位测量系统随机误差项理论分析 |
3.4 在位测量系统几何建模及系统误差补偿 |
3.4.1 在位测量系统精度建模 |
3.4.2 在位测量系统的静态误差辨识 |
3.4.3 在位测量系统的系统误差分离与补偿 |
3.5 在位测量系统测量后处理及测量前标定 |
3.5.1 测量后处理功能 |
3.5.2 测量前标定功能 |
3.6 在位测量系统整体功能开发工作流程 |
3.6.1 在位测量系统测量标定功能 |
3.6.2 在位测量系统工件特征检测及测量后处理功能 |
3.7 本章小结 |
第4章 在位测量系统标定及换刀误差定量验证实验 |
4.1 引言 |
4.2 在位测量系统系统粗调实验 |
4.3 在位测量系统小球自动测量误差辨识实验 |
4.4 在位测量系统系统几何误差补偿验证及标定实验 |
4.4.1 标准平面测量实验 |
4.4.2 加工凹球面对比检定实验 |
4.5 机床快刀换刀误差补偿验证实验 |
4.5.1 机床刀具误差补偿机制效果验证 |
4.5.2 机床快刀换刀误差在位测量及补偿加工实验 |
4.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(7)三维光学微结构聚焦离子束铣削加工技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 三维光学微结构研究背景 |
1.2 三维光学微结构加工技术研究现状 |
1.3 聚焦离子束加工技术简介及研究现状 |
1.4 论文研究内容及章节安排 |
2 三维微结构聚焦离子束铣削加工轮廓仿真研究 |
2.1 聚焦离子束铣削工艺模型建立 |
2.2 聚焦离子束铣削灰度图加工轮廓仿真模型建立 |
2.3 本章小结 |
3 三维光学微结构聚焦离子束铣削实验研究 |
3.1 三维微结构FIBM加工实验设备及流程 |
3.2 凹球面微透镜聚焦离子束铣削加工工艺参数影响分析 |
3.3 本章小结 |
4 三维光学微结构聚焦离子束铣削轮廓误差分析及补偿策略研究 |
4.1 三维光学微结构聚焦离子束铣削加工轮廓误差分析 |
4.2 三维光学微结构聚焦离子束铣削加工轮廓误差补偿 |
4.3 本章小结 |
5 总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读硕士学位期间申请的专利 |
(8)脆性材料光学自由曲面超精密车削方法与工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 脆性材料超精密加工研究现状 |
1.2.1 脆性材料的塑性切削加工 |
1.2.2 基于材料表面改性辅助的加工方法 |
1.2.3 超精密切削工艺改善策略 |
1.3 光学自由曲面超精密切削加工研究现状 |
1.3.1 光学自由曲面成像元件的超精密加工 |
1.3.2 异形口径光学自由曲面非成像元件加工现状 |
1.3.3 微透镜阵列结构超精密切削加工 |
1.4 光学自由曲面制造性能研究现状 |
1.5 课题研究目的和主要研究内容 |
第2章 脆性材料光学自由曲面的快刀伺服超精密车削方法 |
2.1 引言 |
2.2 基于拉曼光谱的脆性材料加工表面完整性的表征 |
2.2.1 拉曼光谱基本原理 |
2.2.2 典型脆性材料拉曼光谱 |
2.2.3 拉曼光谱分析指标与预处理方法 |
2.2.4 基于分峰拟合的拉曼光谱定量表征模型 |
2.3 基于刀具伺服运动的制造约束与制造策略 |
2.3.1 快/慢刀伺服加工条件下的制造约束 |
2.3.2 基于快刀伺服切削的光学自由曲面制造策略 |
2.4 光学自由曲面快刀伺服超精密车削成形原理 |
2.4.1 加工表面生成原理与数学模型 |
2.4.2 近回转曲面面形表征 |
2.4.3 基于回转基准面的面形分解方法 |
2.4.4 非回转度 |
2.5 快刀伺服车削的加工路径规划 |
2.5.1 等距螺旋驱动线 |
2.5.2 路径点采样方式 |
2.5.3 加工路径补偿方法 |
2.6 快刀伺服车削加工精度传递规律 |
2.6.1 快刀伺服车削加工误差模型 |
2.6.2 加工影响因素分析 |
2.7 本章小结 |
第3章 近回转面红外透镜的超精密车削加工方法 |
3.1 引言 |
3.2 脆性材料超精密车削工艺验证实验 |
3.2.1 工艺验证实验设计 |
3.2.2 加工实验结果与表面形貌测量 |
3.2.3 拉曼光谱测量结果 |
3.2.4 亚表面损伤定量分析 |
3.2.5 材料去除过程分析与讨论 |
3.3 同轴光学系统中近回转面制造策略 |
3.3.1 同轴系统中光学自由曲面的设计 |
3.3.2 光学自由曲面的约束优化 |
3.4 近回转面光学元件的表征与加工 |
3.4.1 近回转面表征方法与分析 |
3.4.2 近回转面快刀伺服车削加工路径规划 |
3.5 近回转面红外透镜加工实验 |
3.5.1 快刀车削装置与实验参数 |
3.5.2 加工结果与表面形貌分析 |
3.5.3 光学性能测试与成像验证 |
3.6 本章小结 |
第4章 异形口径光学自由曲面的高效率与高性能加工 |
4.1 引言 |
4.2 异形口径光学自由曲面快刀车削策略 |
4.2.1 基于轮廓线选取的面形分解方法 |
4.2.2 非回转度优化策略 |
4.2.3 非回转面面形重构 |
4.2.4 基于平滑过渡思想的加工路径修正 |
4.3 快刀伺服运动性能分析 |
4.3.1 运动参数分析 |
4.3.2 幅频特性分析 |
4.4 基于物理场追迹的光学性能评价模型 |
4.4.1 物理场追迹模型与评价参数 |
4.4.2 不同加工参数仿真的衍射效应 |
4.5 超环面光学元件快刀伺服车削加工实验 |
4.5.1 加工超环面的面形分解 |
4.5.2 非回转面重构与快刀伺服幅频特性分析 |
4.5.3 加工结果与几何形貌测量 |
4.5.4 光学性能测试结果与讨论 |
4.6 大长宽比口径光学自由曲面超精密车削加工 |
4.6.1 基于口径形状的离轴超精密车削 |
4.6.2 装夹位姿优化 |
4.6.3 离轴超精密车削加工性能仿真 |
4.6.4 不同超精密车削加工误差仿真对比 |
4.6.5 离轴超精密车削实验验证 |
4.7 本章小结 |
第5章 脆性材料均匀表面质量微透镜阵列超精密加工 |
5.1 引言 |
5.2 基于脆性材料模具成形的微透镜阵列绿色制造策略 |
5.2.1 微透镜阵列的基本描述 |
5.2.2 微透镜阵列元件绿色制造策略 |
5.3 基于分区加工的脆性材料微透镜阵列端面超精密车削 |
5.3.1 微透镜阵列的传统超精密车削 |
5.3.2 分区加工方法描述 |
5.3.3 过渡区域加工路径平滑与刀具运动性能分析 |
5.4 微透镜阵列的柱面超精密切削方法 |
5.4.1 微透镜阵列柱面加工成形原理 |
5.4.2 基于间歇切削的加工方法 |
5.5 微透镜阵列加工与成形实验 |
5.5.1 单晶锗微透镜阵列端面车削加工实验 |
5.5.2 单晶铜微透镜阵列柱面加工与成形实验 |
5.5.3 微透镜阵列元件三维形貌测量与性能评价 |
5.6 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 课题总结 |
6.2 课题展望 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(9)微透镜阵列的慢刀伺服加工机理及其光学性能评价方法的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 微透镜阵列超精密车削技术 |
1.2.2 慢刀伺服加工技术 |
1.2.3 微透镜阵列加工质量对光学性能的影响 |
1.3 课题来源及研究内容 |
1.3.1 课题来源 |
1.3.2 研究目标及主要内容 |
1.3.3 章节组织 |
第二章 微透镜阵列的慢刀伺服加工轨迹优化方法 |
2.1 引言 |
2.2 微透镜阵列的数学描述 |
2.3 慢刀伺服加工的刀具轨迹生成 |
2.3.1 刀具轨迹生成方法 |
2.3.2 刀尖圆弧半径补偿方法 |
2.3.3 不同刀具补偿方法对材料残留量的影响 |
2.4 微透镜阵列的加工轨迹优化 |
2.4.1 消除Z轴速度突变对加工表面影响的轨迹优化 |
2.4.2 减少透镜边缘材料残留的极半径方向轨迹补偿优化 |
2.4.3 透镜边缘区域无效切削轨迹优化处理 |
2.5 微透镜阵列的虚拟轴加工方法 |
2.5.1 基于XYCZ轴联动的虚拟轴加工轨迹生成 |
2.5.2 基于XYC轴联动的虚拟轴加工方法特点 |
2.6 本章小结 |
第三章 微透镜阵列慢刀伺服加工的表面生成预测 |
3.1 引言 |
3.2 超精密车削的表面生成及刀具参数影响 |
3.2.1 影响超精密车削表面形貌生成的基本参数 |
3.2.2 刀具后角的选型限制 |
3.2.3 刀尖半径误差对微透镜阵列慢刀伺服加工的影响 |
3.2.4 对刀误差对微透镜阵列慢刀伺服加工的影响 |
3.3 基于三维方向振动因素的超精密车削表面生成模型 |
3.3.1 振动对刀具轨迹的影响 |
3.3.2 刀具干涉的判断准则和有效切削点迭代筛选算法 |
3.3.3 超精密车削表面形貌生成预测 |
3.4 基于微透镜阵列慢刀伺服加工预测模型的工艺优化及误差分布分析研究 |
3.4.1 微透镜阵列加工表面生成预测模型的建立方法 |
3.4.2 基于预测模型的微透镜阵列加工工艺分析 |
3.4.3 刀具参数误差对微透镜阵列表面误差分布影响的仿真分析 |
3.5 超精密车削加工表面生成预测及验证 |
3.5.1 超精密车削表面生成预测及验证 |
3.5.2 微透镜阵列慢刀伺服加工的表面生成预测及验证 |
3.6 本章小结 |
第四章 面向微透镜阵列光场成像功能的加工精度研究 |
4.1 引言 |
4.2 微透镜阵列的光场成像性能及理论 |
4.2.1 微透镜阵列的光线传输矩阵理论 |
4.2.2 微透镜阵列的衍射理论 |
4.2.3 光学系统的调制传递函数 |
4.3 微透镜阵列的光场成像性能参数分析 |
4.3.1 微透镜阵列的焦斑与焦距分析 |
4.3.2 微透镜阵列的MTF值分析 |
4.3.3 微透镜阵列的成像及畸变分析 |
4.4 微透镜阵列加工精度对光场成像性能的影响 |
4.4.1 微透镜阵列的加工误差 |
4.4.2 微透镜阵列的光学性能测试 |
4.4.3 微透镜阵列加工误差对光学性能的影响机制分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 微透镜阵列的慢刀伺服加工及光学实验 |
5.1 引言 |
5.2 实验设备及软件系统 |
5.2.1 慢刀伺服加工设备及UV光固化转印工艺 |
5.2.2 加工形貌测量及光学性能测量设备 |
5.2.3 微透镜阵列慢刀伺服加工集成系统及光学性能测量系统 |
5.3 微透镜阵列的慢刀伺服加工实验 |
5.3.1 光学微透镜阵列设计 |
5.3.2 微透镜阵列的慢刀伺服加工、仿真预测及测量 |
5.3.3 微透镜阵列的光学性能测试及加工优化分析 |
5.4 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的论文 |
攻读学位期间主要参与的项目 |
致谢 |
(10)基于条纹反射法的金刚石车床在位反射镜面形检测技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景及意义 |
1.2 光学反射镜面形检测技术概述 |
1.2.1 接触式轮廓检测技术 |
1.2.2 非接触式三维面形测量技术 |
1.3 条纹反射检测法发展概述 |
1.4 本论文的主要研究内容 |
第二章 条纹反射检测法原理及技术研究 |
2.1 条纹反射检测法原理 |
2.2 条纹反射检测法检测模型 |
2.3 条纹反射检测法相位解算技术 |
2.3.1 相移技术 |
2.3.2 相位展开 |
2.4 条纹反射检测法面形重构技术 |
2.5 本章小结 |
第三章 金刚石车床在位面形检测系统模型设计与位姿误差分析 |
3.1 条纹反射在位面形检测系统设计与验证 |
3.1.1 预知面形的SCOTS条纹反射检测模型介绍 |
3.1.2 在位面形检测系统模型设计 |
3.1.3 在位面形检测系统模型分析验证 |
3.2 条纹反射在位面形检测系统位姿标定误差分析 |
3.2.1 系统位姿标定误差类型 |
3.2.2 系统位姿误差影响仿真研究 |
3.3 本章小结 |
第四章 金刚石车床在位面形检测系统标定技术研究 |
4.1 预知面形的条纹反射检测标定方法 |
4.1.1 建立检测坐标系 |
4.1.2 反射光线标定 |
4.1.3 入射光线标定 |
4.2 基于标准球面镜的显示屏点阵标定方法 |
4.2.1 标定方法原理 |
4.2.2 标定方法验证与分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 金刚石车床在位面形检测系统搭建与测试 |
5.1 条纹反射在位面形检测系统搭建 |
5.1.1 条纹反射在位面形检测系统硬件选取 |
5.1.2 条纹反射在位面形检测系统整体搭建 |
5.2 条纹反射在位面形检测实验 |
5.2.1 实验流程 |
5.2.2 结果分析 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 创新点总结 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
四、凹球面的车削加工(论文参考文献)
- [1]内凹球面加工方法研究[J]. 凌旭峰. 今日制造与升级, 2020(Z1)
- [2]慢刀伺服车削刀具半径定向补偿的分段逼近求解[J]. 李佳伟,杜文浩,韩长庆. 中国机械工程, 2020(17)
- [3]多面共体折叠成像系统设计与制造的关键技术研究[D]. 熊玉朋. 国防科技大学, 2019
- [4]精密超硬球面轴瓦的断续切削加工研究[J]. 樊瑞军,关志伟,孙翠香,杨嵩. 现代制造工程, 2019(08)
- [5]硬脆材料微透镜阵列超精密磨削工艺研究[D]. 白云峰. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [6]光学自由曲面加工机床换刀误差在位检测与补偿技术研究[D]. 梁坤. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [7]三维光学微结构聚焦离子束铣削加工技术研究[D]. 任振洲. 华中科技大学, 2019(01)
- [8]脆性材料光学自由曲面超精密车削方法与工艺研究[D]. 李泽骁. 天津大学, 2019
- [9]微透镜阵列的慢刀伺服加工机理及其光学性能评价方法的研究[D]. 林泽钦. 广东工业大学, 2018(05)
- [10]基于条纹反射法的金刚石车床在位反射镜面形检测技术研究[D]. 邵山川. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2018(10)