学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

非球面抛光机结构设计及运动参数优化

作　者: 刘建贤
导　师: 施平
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 有限元 去除函数 参数优化 模块化
分类号: TG580.692
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 90次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


目前,非球面光学零件的使用越来越广泛,其加工技术越来越受到各国的重视。但是,传统的加工方法暴露出加工效率低、加工时间长以及加工精度低等缺点。计算机控制小工具抛光是采用比被加工零件小得多的柔性抛光工具,根据干涉仪等检测仪器检测面形精度,选择合适的抛光参数在计算机控制下按照一定的路径加工工件表面,使其面形快速收敛,现已成为光学元件加工的重要手段。本文旨在为中小型抛光机床的结构改进提供参考,为抛光机床提供运动参数,从而指导生产,以实现非球面光学玻璃的加工的低成本、高效率,满足加工精度和表面质量的要求。本文在非球面光学零件的广泛应用性及其加工技术和国内外的发展现状等方面进行了详细的阐述,并在参考国内相关的非球面复合加工机床的前提下,设计了一台非球面抛光机床,在对横梁和立柱部分进行改进并经有限元分析后,使得该机床具有较高的固有频率。对旨在产生理想去除函数形状的行星运动方式进行了数学建模及仿真,分析去除函数的去除特性,并且引入趋近因子这一概念对偏心率和转速比这两个参数进行了优化。优化后的偏心率为0.8,转速比为10。模块化设计并研制了能产生行星运动的小型抛光工具,并用其对K9玻璃进行实验,验证了先前仿真曲线的正确性,并对抛光速度和抛光模的材料对去除函数形状以及去除率进行了实验研究。实验结果表明,这两个因素对去除函数曲线的形状影响不大,但对去除率有较大的影响。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章 绪 论  7-15
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  7-8
  1.2 非球面光学元件加工机床的发展  8-10
  1.3 国内外CCOS 的发展现状  10-13
  1.4 本论文的主要研究内容  13-15
第2章 非球面抛光机结构设计及优化分析  15-28
  2.1 大口径高精度数控非球面抛光机结构设计的基本要求  15-16
  2.2 高精度非球面小磨具抛光机结构设计  16-19
    2.2.1 非球面抛光机床的性能要求  16
    2.2.2 机床的总体结构方案  16-17
    2.2.3 关键零部件的设计  17-18
    2.2.4 初步设计结果  18-19
  2.3 机床结构的有限元分析  19-23
    2.3.1 床身的模态分析  20-21
    2.3.2 整机的模态分析  21-23
  2.4 机床结构的改进  23-27
    2.4.1 机床立柱的改进  23-24
    2.4.2 机床横梁的改进  24-25
    2.4.3 改进横梁和立柱后的床身和整机  25-27
  2.5 本章小结  27-28
第3章 抛光运动参数的优化仿真  28-37
  3.1 普林斯顿(Preston)假设  28-29
  3.2 材料去除数学模型  29-30
  3.3 去除函数的数学建模  30-34
    3.3.1 理想去除函数的特性  30-31
    3.3.2 行星运动去除函数的建模  31-34
  3.4 去除函数的特性分析与参数优化  34-36
  3.5 本章小结  36-37
第4章 双轴抛光工具的模块化设计与研制  37-44
  4.1 双轴抛光工具的模块化设计  37-40
    4.1.1 偏心模块的设计  37-38
    4.1.2 公转轴驱动模块的设计  38-39
    4.1.3 自转轴驱动模块的设计  39
    4.1.4 模块化构件的组合  39-40
  4.2 双轴抛光工具的精度检验  40-42
    4.2.1 抛光盘轴向、径向跳动的测量  40-41
    4.2.2 抛光盘轴向力的测量  41-42
  4.3 双轴抛光工具的运动方式  42-43
  4.4 本章小结  43-44
第5章 实验验证与工艺研究  44-52
  5.1 实验设备和工具  44-46
    5.1.1 工件抛光实验台  44-45
    5.1.2 检测装置  45
    5.1.3 测力装置  45-46
  5.2 实验方案  46
  5.3 实验结果与分析  46-48
  5.4 抛光工艺的研究  48-51
    5.4.1 抛光粉的选择  48
    5.4.2 抛光模材料的选择  48-50
    5.4.3 抛光速度的影响  50-51
  5.5 本章小结  51-52
结论  52-53
参考文献  53-56
附录1 改进横梁后整机的振型图  56-57
附录2 改进立柱后整机的振型图  57-58
附录3 改进横梁和立柱后整机的振型图  58-60
致谢  60

相似论文

  1. 混粉电火花成型机主机系统及工艺试验的研究,TG661
  2. 电火花加工中的电极损耗机理及控制研究,TG661
  3. 永磁磁力耦合器结构与特性研究,TH139
  4. 谐波齿轮传动柔轮应力及轮齿磨损分析,TH132.43
  5. 常温低温组合密封结构的有限元分析与优化设计,TH136
  6. 碾压混凝土拱坝温度应力仿真分析与分缝设计研究,TV642.2
  7. 竖向荷载作用下半刚性连接钢框架的简化分析,TU391
  8. 带填充墙框架结构非线性有限元分析,TU323.5
  9. 电流及电场对结晶器铜板上电镀镍及其合金镀层性能的影响,TQ153.2
  10. 一种新型模块化自重构机器人的研究,TP242.2
  11. 基于时程分析法碾压混凝土重力坝抗震稳定性分析,TV642.2
  12. 个性化人工膝关节设计及其生物力学特性研究,R318.1
  13. 船用锅炉过热器管束胀口应力应变分析,TQ051.5
  14. 电子产品质量监控测试设备设计,TN06
  15. 莴笋渗透脱水传质动力学及渗后热风干燥特性研究,TS255.52
  16. 深水海底管道S型铺管法安装分析,TE973
  17. 拖拉机驾驶室的有限元分析及优化设计,S219.02
  18. 拖拉机电控液压动力转向系统的转向机构及液压系统设计,S219.02
  19. 智能森林灭火航弹研究,S762
  20. 多针内固定治疗跟骨骨折的有限元分析,R687.3
  21. 三种后路腰椎融合术致相邻节段退变的有限元分析比较,R687.3

中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 磨削加工与磨床 > 一般性问题 > 磨削加工工艺 > 抛光
© 2012 www.xueweilunwen.com