非球面车削加工装置设计及刀具轨迹规划--《南京农业大学》2012年硕士论文
非球面车削加工装置设计及刀具轨迹规划
【摘要】：随着科学技术和光学设计的发展,非球面组件得到了越来越广泛的应用,主要涉及工具、能源、交通、航空航天、航海等诸多领域。非球面与传统的光学曲面相比,具有突出的优点。非球面组件可减少系统中光学组件的数量,减轻系统的重量,同时获得较高的成像质量。因此,如何精确、高效地设计和制造非球面组件成为必须解决的问题。慢刀伺服加工技术是一种超精密车削加工方法,依靠X、Z、C三轴联动,高效率地加工出精度高的非球面。
本文将以慢刀伺服车削技术作为非球面的加工手段,主要针对其加工的机械本体、加工能力、刀具路径规划等几方面开展研究,并对环曲面进行了车削试验。论文的主要内容如下：
1.概述了非球面及非球面加工的特点、应用及发展,并简述了慢刀伺服加工技术在国内外的发展现状。
2.对非球面慢刀伺服车削装置机械本体进行设计,主要包括滚珠丝杠设计计算、导轨副的参数计算及选型、伺服电机的选型及工作台的选型,为后期试验研究打下了基础。
3.对伺服轴的执行能力进行分析,并对非球面工件的可加工性进行研究,建立可加工性曲线,用于判断工件能否用慢刀伺服车床进行车削加工。同时对刀具的路径生成方法进行研究,分析各种刀具接触点轨迹离散算法的特点,并进行优选。
4.构建了环曲面的数学模型,对环曲面工件进行了慢刀伺服车削试验,并对加工后的工件表面进行了测量。
【关键词】：
【学位授予单位】：南京农业大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：TG51【目录】：
摘要6-7ABSTRACT7-9第一章 绪论9-21 1.1 课题的研究背景9 1.2 非球面9-11 1.3 非球面光学元件加工技术研究现状11-16
1.3.1 铣磨成形加工11-12
1.3.2 模具成形技术12-14
1.3.3 计算机控制光学表面成形技术14-15
1.3.4 超精密切削加工技术15-16 1.4 慢刀伺服加工国内外研究状况16-20
1.4.1 国外研究状况17-19
1.4.2 国内研究状况19-20 1.5 本文的主要研究内容20-21第二章 非球面车削加工装置设计21-35 2.1 Z向滚珠丝杠设计计算21-26
2.1.1 确定滚珠丝杠的导程21
2.1.2 滚珠丝杠副的载荷及转速计算21-23
2.1.3 确定预期额定动载荷23-24
2.1.4 按照精度要求确定最小螺纹底径24-25
2.1.5 确定滚珠丝杠副的规格代号25-26
2.1.6 滚珠丝杠副预紧力26 2.2 Z向导轨副的选型26-29
2.2.1 导轨副型号初选26
2.2.2 导轨副参数的计算26-29 2.3 伺服电机的选型29-31
2.3.1 转矩的计算29-30
2.3.2 转动惯量的计算30-31 2.4 工作台的选型31-32 2.5 机械整体结构设计32-34 2.6 本章小结34-35第三章 加工能力分析及刀触点轨迹规划35-45 3.1 伺服轴执行能力分析35-38 3.2 刀具轨迹规划方案38-39 3.3 刀具轨迹生成方法39-42
3.3.1 等参数离散39
3.3.2 等弧长离散39-42 3.4 刀具路径修正42-44 3.5 本章小节44-45第四章 环曲面车削试验45-54 4.1 环曲面模型45-48 4.2 车削试验48-53
4.2.1 工件尺寸工件尺寸及加工工艺参数48-50
4.2.3 表面粗糙度的测量50-53 4.3 本章小结53-54第五章 总结与展望54-55 5.1 总结54 5.2 展望54-55参考文献55-59致谢59
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车削过程中刀具热变形的分析
优质期刊推荐陶瓷刀具车削时的影响因素--《工具技术》1983年02期
陶瓷刀具车削时的影响因素
【摘要】：正 1、切削加工的基本问题目前尚不能精确而又十分可靠地预测刀具的寿命或耐用度。由几家协会(ASM-SME-JSJJ-CIRP)汇编的切削数据也是不够可靠的,其原因是影响切削结果的因素很多。人们正在致力于采用全盘自动化生产设备,亦即建立所谓的无人生产车间。在这样情况下,就需要用传感器来监控生产过程,并且为使生产过程均衡化而能够调节各影响因素之间的关系。
【关键词】：
【正文快照】：
1、切削加工的基本问题 目前尚不能精确而又十分可靠地预测刀具的寿命或耐用度。由儿家协会(ASM一SME一JsJJ一CIR尸)汇编的切削数据也是不够可靠的,其原因是影响切削结果的因素很多。人们正在致力于采用全盘自动化生产设备,亦即建立所谓的无人生产车间。在这样情况下,就需要
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