近年來(lái),無(wú)論是在機(jī)械加工等民用工業(yè)領(lǐng)域還是在現(xiàn)代國(guó)防科技領(lǐng)域,光學(xué)功能元件都顯示出重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。制造加工光學(xué)元件和模具,往往會(huì)選擇一些物理化學(xué)特性更佳的難加工材料。加工此類(lèi)材料時(shí),傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法會(huì)產(chǎn)生諸多問(wèn)題,振動(dòng)輔助加工技術(shù)被逐步提出與開(kāi)發(fā)。二維橢圓振動(dòng)拋光已經(jīng)在理論與實(shí)踐中證明了其在提高效率及降低成本等方面的巨大優(yōu)勢(shì),但對(duì)微結(jié)構(gòu)表面幾何完整性的進(jìn)一步提高還略顯不足。復(fù)雜曲面的拋光加工技術(shù)仍具有較大提升空間。以此為背景,本文引入一種三維橢圓振動(dòng)輔助拋光方法,設(shè)計(jì)一種能進(jìn)行三維橢圓振動(dòng)拋光的柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)裝置,主要內(nèi)容如下:首先,闡述了三維橢圓振動(dòng)拋光工作原理,分析了不同情況下的拋光軌跡,給出三維橢圓振動(dòng)的位移方程,規(guī)劃了拋光路徑,根據(jù)不同相位差與變頻情況,分析其對(duì)拋光的影響。其次,設(shè)計(jì)了一種非共振型三維振動(dòng)裝置,選取了直梁型柔性鉸鏈作為導(dǎo)向結(jié)構(gòu),壓電式驅(qū)動(dòng)器為動(dòng)力源,三運(yùn)動(dòng)軸彼此垂直獨(dú)立,驅(qū)動(dòng)方向與運(yùn)動(dòng)方向一致的串聯(lián)方案。再次,借助柔度矩陣法與ANSYS軟件對(duì)柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析計(jì)算與建模仿真。兩種方法計(jì)算相對(duì)誤差在12%左右,各向位移量較大,可以滿足三維橢... 

【文章來(lái)源】：天津理工大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：53 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

微結(jié)構(gòu)表面與光學(xué)元件，a為柵格微結(jié)構(gòu)表面，b為金字塔型微結(jié)構(gòu)表面

5]，但對(duì)微結(jié)構(gòu)表面幾何完整性的進(jìn)一步提高還顯不足，加工復(fù)發(fā)揮其作用。因此需要研究開(kāi)發(fā)高效的振動(dòng)加工方法，作用機(jī)結(jié)構(gòu)光學(xué)元件的批量生產(chǎn)尤為重要。以此為背景，本文提出一助拋光方法（Three-dimensional elliptical vibration polishing, 3維橢圓振動(dòng)拋光更靈活，適用于復(fù)雜的光學(xué)曲面和微結(jié)構(gòu)的前，三維橢圓振動(dòng)拋光尚處于理論階段，相關(guān)資料與研究較少橢圓振動(dòng)拋光裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)對(duì)當(dāng)前領(lǐng)域研究有著積極的科外研究現(xiàn)狀內(nèi)拋光研究現(xiàn)狀科技大學(xué)的李敏等人利用剪切增稠拋光技術(shù)(Shear-thickening pSi3N4氮化硅陶瓷圓柱工件進(jìn)行超精密加工[17]。經(jīng)含 0.2μm 金剛TPS 加工 120min 后，得到了表面粗糙度 Ra 為 6.5nm，初始圓表面，如圖 1.2 所示。

第一章 緒論平臺(tái) Freeform MGG，可以加工具有微結(jié)構(gòu)的大型自由曲面（600mm× 600mm ×100mm）。該平臺(tái)具有特殊的自補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)軸，可在大范圍內(nèi)加工多個(gè)角度的精密交叉槽結(jié)構(gòu)。機(jī)器在大面積上創(chuàng)建多角度的精確交叉的凹槽結(jié)構(gòu)時(shí)的準(zhǔn)確性好、重復(fù)性高。光學(xué)表面可以通過(guò)使用非旋轉(zhuǎn)工具進(jìn)行裁切/成型操作或者在高速空氣軸承心軸上旋轉(zhuǎn)的飛剪工具兩種方式生成。圖 1.3-1.6 為該平臺(tái)加工的各種光學(xué)曲面[26]。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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