本文關(guān)鍵詞：粘彈性材料研拋工具的拋光加工

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【摘要】：隨著光學(xué)曲面零件在各行各業(yè)的廣泛使用，傳統(tǒng)的拋光加工已經(jīng)無(wú)法滿足需要。自上世紀(jì)60年代開(kāi)始，計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用在拋光加工中，各國(guó)研究人員開(kāi)發(fā)出各種各樣的計(jì)算機(jī)控制光學(xué)表面成型技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的日益完善，計(jì)算機(jī)的控制精度和反應(yīng)時(shí)間都可滿足很高的要求，所以由此發(fā)展來(lái)的計(jì)算機(jī)控制光學(xué)表面成型技術(shù)可以得到表面質(zhì)量和面形精度都非常高的光學(xué)曲面。 但是計(jì)算機(jī)控制光學(xué)表面成型技術(shù)還存在一些問(wèn)題。在加工大型超大型口徑工件時(shí)，使用小口徑的拋光工具效率太低，而大口徑拋光工具很難同時(shí)擁有良好的柔性和剛性；在多次拋光過(guò)程中，拋光工具反復(fù)沿著同一條路徑行進(jìn)拋光加工，會(huì)在工件表面留下規(guī)則的表面誤差。針對(duì)以上兩個(gè)問(wèn)題，本文采用以下方式來(lái)開(kāi)展研究：一、開(kāi)發(fā)了一種新型的拋光工具，這種工具以粘彈性智能材料為基礎(chǔ)，，在可以與加工曲面很好貼合的同時(shí)，還具有一定的剛度，這就解決了拋光工具不能同時(shí)擁有良好柔性和剛性的問(wèn)題；二、規(guī)劃了一種偽隨機(jī)化等間距拋光軌跡，這種拋光路徑軌跡的等間距化可以避免拋光路徑的疊加，軌跡的偽隨機(jī)化可以去除機(jī)械加工和之前磨拋留下的表面誤差。 本文的研究工作主要包括一下幾個(gè)部分： (1)以粘彈性智能材料為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一種非線性粘彈性材料拋光工具。這種工具可以在受力頻率變化時(shí)改變其剛度，由此解決了拋光工具柔性和剛性的不平衡。然后對(duì)這種拋光工具的材料去除函數(shù)和邊緣去除函數(shù)進(jìn)行了建模，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析對(duì)比，驗(yàn)證了拋光工具的性能和去除函數(shù)模型的正確性。最后，根據(jù)粘彈性材料力學(xué)中的兩個(gè)動(dòng)態(tài)模量對(duì)拋光工具中粘彈性材料的粘彈特性進(jìn)行了定量的分析。 (2)提出偽隨機(jī)化等間距軌跡的生成策略。針對(duì)掃描軌跡和螺旋線軌跡，在考慮拋光工具尺寸的基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的拋光軌跡生成策略。并根據(jù)所提出的方法，在自由曲面上進(jìn)行了軌跡的擬合仿真以驗(yàn)證這種拋光軌跡是否可以有效避免留下周期性殘留誤差。 (3)通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定了使用粘彈性材料拋光工具的最佳工藝參數(shù)，并通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)分析不同工藝參數(shù)對(duì)拋光效果的影響。然后在最佳工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上，在平面工件和曲面工件上分別按照一般拋光軌跡和偽隨機(jī)化等間距軌跡進(jìn)行拋光實(shí)驗(yàn)，研究偽隨機(jī)化等間距軌跡在實(shí)際拋光中的效果。
【關(guān)鍵詞】：光學(xué)曲面 粘彈性材料拋光工具 偽隨機(jī)化等間距軌跡 工藝性實(shí)驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG580.692
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.2 現(xiàn)代拋光技術(shù)的研究現(xiàn)狀和關(guān)鍵問(wèn)題12-15
• 1.2.1 現(xiàn)代拋光技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 現(xiàn)代拋光技術(shù)亟待解決的關(guān)鍵性問(wèn)題15
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容15-18
• 第2章 粘彈性材料拋光工具18-34
• 2.1 粘彈性非牛頓流體18-19
• 2.2 粘彈性材料拋光工具的制作19-22
• 2.2.1 粘彈性材料拋光工具的特點(diǎn)19-20
• 2.2.2 制作粘彈性材料拋光工具20-21
• 2.2.3 粘彈性材料拋光工具的性能測(cè)試21-22
• 2.3 粘彈性材料拋光工具的材料去除函數(shù)22-27
• 2.3.1 普林斯頓(Preston)經(jīng)驗(yàn)方程22-23
• 2.3.2 粘彈性材料拋光工具接觸區(qū)域壓強(qiáng)分布建模23-24
• 2.3.3 粘彈性材料拋光工具接觸區(qū)域速度分布建模24-26
• 2.3.4 粘彈性材料拋光工具的材料去除函數(shù)模型26-27
• 2.4 邊緣去除函數(shù)模型27-30
• 2.5 去除函數(shù)模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證30
• 2.6 粘彈性材料的動(dòng)態(tài)模量30-32
• 2.7 本章小結(jié)32-34
• 第3章 偽隨機(jī)化等間距軌跡34-50
• 3.1 傳統(tǒng)拋光軌跡34-36
• 3.2 等間距軌跡的生成36-44
• 3.2.1 等間距掃描軌跡的生成36-38
• 3.2.2 曲線間距的確定38-41
• 3.2.3 等間距螺旋軌跡的生成方法41-42
• 3.2.4 算例證明42-44
• 3.3 等間距軌跡的偽隨機(jī)原理44-49
• 3.3.1 掃描軌跡的偽隨機(jī)化44-47
• 3.3.2 等間距螺旋軌跡的偽隨機(jī)化47-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第4章 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析50-70
• 4.1 實(shí)驗(yàn)條件50-53
• 4.1.1 加工和測(cè)量平臺(tái)50-51
• 4.1.2 工件材料的選取51-52
• 4.1.3 拋光墊的選取52-53
• 4.1.4 拋光劑的選取53
• 4.2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析53-58
• 4.2.1 正交實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)53-54
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析54-58
• 4.3 拋光參數(shù)對(duì)工件表面質(zhì)量的影響分析58-64
• 4.3.1 拋光工具轉(zhuǎn)速和拋光劑顆粒度對(duì)工件表面質(zhì)量的影響58-61
• 4.3.2 拋光工具轉(zhuǎn)速和拋光時(shí)間對(duì)工件表面質(zhì)量的影響61-64
• 4.4 拋光軌跡的對(duì)比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析64-69
• 4.4.1 平面拋光效果對(duì)比及分析65-67
• 4.4.2 曲面拋光效果對(duì)比及分析67-69
• 4.5 本章小結(jié)69-70
• 第5章 全文總結(jié)與展望70-72
• 5.1 本文結(jié)論70-71
• 5.2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-77
• 致謝77

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：703539