检索结果-南通市图书馆

飞刀切削加工中毛刺的形成过程仿真与实验研究

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飞刀切削加工中毛刺的形成过程仿真与实验研究

作者：陈玉龙哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

金刚石飞刀切削加工技术具有加工效率高、可加工材料范围广、加工表面质量好等优势得到了学术界和工业界的高度关注，成功地应用于对微透镜阵列、减速反射光栅等微结构表面的加工，对KDP晶体等特殊材料的加工更是起到了不可替代的作用... 详细信息

金刚石飞刀切削加工技术具有加工效率高、可加工材料范围广、加工表面质量好等优势得到了学术界和工业界的高度关注，成功地应用于对微透镜阵列、减速反射光栅等微结构表面的加工，对KDP晶体等特殊材料的加工更是起到了不可替代的作用。然而，飞刀切削在对无氧铜等塑性材料的加工时会形成尺寸较大的毛刺，毛刺的存在不仅会大大降低尺寸精度还会使设备的正常运行存在安全隐患。同时，后续去除毛刺还会大大降低生产率。因此，研究金刚石飞刀切削加工中毛刺的形成过程，分析毛刺形成过程的影响因素，探索控制毛刺形成的方法有着重要的意义。为了能更好地对毛刺的形成过程进行分析，建立了能够描述超精密切削加工过程的切削模型，研究了切削过程中切屑的受力情况;对切屑的形成过程进行了仿真，并对无氧铜切削加工中的最小切削层厚度效应进行了模拟;对毛刺的形成过程进行了仿真，根据形态的不同对切出方向毛刺进行了分类，并对毛刺形态转换条件进行了研究。利用圆弧刃刀具进行飞刀切削加工仿真，考虑工件有无初始毛刺两种情况，通过仿真，研究了不同切削参数、刀具几何参数、刀具安装角度及工件摆放位置对一次毛刺和二次毛刺形成的影响，为将来飞刀切削工艺参数的选择提供参考。对仿真结论进行了实验验证，通过对比的方法分析了不同切削参数下实验和仿真结果存在的异同;进行了对切削参数的优化实验，建立了切出方向毛刺高度的预测模型，继而对切削参数进行优化并通过实验验证;进行了工件叠加法实验，研究了其抑制切出方向毛刺形成的机理及效果。

关键词：飞刀切削毛刺形成圆弧刃刀具仿真与实验参数优化

圆柱面Fresnel透镜超精密加工方法的研究

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光学技术 2020年第1期46卷 72-75页

作者：卢永斌程颖沂普光电(天津)有限公司天津300457 天津科技大学机械工程学院天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控重点实验室天津300222

聚光光伏发电可降低光伏发电成本,提高太阳能电池的转换效率,是光伏发电的发展趋势。Fresnel透镜是最常用的光伏聚光镜之一,柱面Fresnel透镜其截面呈圆形,与平板式Fresnel透镜相比,可在一定程度上增加太阳光的收集角度。圆柱面Fresnel... 详细信息

聚光光伏发电可降低光伏发电成本,提高太阳能电池的转换效率,是光伏发电的发展趋势。Fresnel透镜是最常用的光伏聚光镜之一,柱面Fresnel透镜其截面呈圆形,与平板式Fresnel透镜相比,可在一定程度上增加太阳光的收集角度。圆柱面Fresnel透镜由于棱镜单元非回转,各棱镜单元参数各不相同,其加工一般采用拼接方式,不能实现一次成型加工。针对这些问题,提出圆柱面Fresnel透镜一次成型的超精密加工方法,研究加工过程中超精密机床运动参数与柱面Fresnel透镜几何参数之间的关系。对加工后的透镜进行了角度检测,其角度加工误差小于0.02%,说明加工方法具有极高的加工精度及准确性。

关键词：聚光光伏柱面Fresnel透镜超精密加工飞刀切削

PMMA布拉格光栅基板的飞切仿真及实验研究

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PMMA布拉格光栅基板的飞切仿真及实验研究

作者：刘晓亮哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

分布反馈染料激光器基板上的高精度微米级(通常为10μm以下)布拉格光栅是实现激光波长调谐和保证激光输出质量的关键。布拉格光栅是线性三维周期微沟槽阵列,通常采用MEMS技术和能量辅助技术加工。但是上述技术普遍存在加工精度低、被加... 详细信息

分布反馈染料激光器基板上的高精度微米级(通常为10μm以下)布拉格光栅是实现激光波长调谐和保证激光输出质量的关键。布拉格光栅是线性三维周期微沟槽阵列,通常采用MEMS技术和能量辅助技术加工。但是上述技术普遍存在加工精度低、被加工材料单一、加工成本高、生产周期长等问题,从而限制了激光输出效率和质量的提高。结合实际需要和加工条件,本课题使用金刚石飞刀切削技术在PMMA(有机玻璃)基板加工布拉格光栅,借助数值模拟、基础实验类比、有限元仿真和工艺实验验证相结合的方法,研究PMMA基板的力学特性和加工性能,类比地分析飞刀切削过程中的切屑流动过程对加工质量的影响,预测各加工参数对飞刀切削过程中切屑流动性好坏、应力应变的影响规律,采用声发射技术完成亚微米级精度对刀,通过单因素试验验证理论与仿真的预测结果,优化工艺参数。这些工作对最终在PMMA基板上获得高质量布拉格光栅具有重要的理论借鉴意义和实际应用价值。本文通过显微压痕试验测量出材料维氏硬度和压痕形貌,并研究材料在微米级去除量下的弹塑性表现。结合纳米压痕试验计算材料基本力学性能参数,模拟材料的应力-应变曲线,为仿真试验做准备。采用超精密车削获得高质量的PMMA工件端面,借助微刨削实验与飞刀切削实验过程、结果的类比,深入了解飞刀切削布拉格光栅的优势和劣势。并结合飞刀切削力公式分析影响切削质量的因素,得出:刀尖前刀面非自由切屑区域内切屑流动性对加工质量具有重要影响。应用有限元仿真方法,根据实际加工过程,建立三维刀具、工件切削模型,用grooving模式对刀尖前刀面非自由切屑区域内的切削过程进行简化仿真,同时结合压痕试验结果选择软件自带本构模型并完成各项参数的设置。研究了背吃刀量、切削速度和刀尖夹角对切削过程中切屑流动性、应力、应变的影响。搭建实验平台,创新地采用声发射技术完成飞刀切削亚微米级精度对刀,并应用声发射系统分析飞刀切削状态;通过单因素工艺试验结果对比,研究并验证各因素对加工质量的影响规律,在此基础上,优化工艺参数,获得高质量的布拉格光栅。

关键词： PMMA 飞刀切削压痕试验有限元仿真声发射对刀

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非回转对称微结构金刚石切削技术研究

非回转对称微结构金刚石切削技术研究

作者：潘虹哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近年来,非回转对称微结构表面的应用范围越来越广泛,无论在现代国防科技领域还是在普通工业领域的需求都越来越紧迫。非回转对称微结构,作为微结构表面其中的一类,相对于其他微结构有着更为复杂的面形结构,这类零件无法使用传统的切削... 详细信息

近年来,非回转对称微结构表面的应用范围越来越广泛,无论在现代国防科技领域还是在普通工业领域的需求都越来越紧迫。非回转对称微结构,作为微结构表面其中的一类,相对于其他微结构有着更为复杂的面形结构,这类零件无法使用传统的切削加工方法进行加工。快速刀架伺服加工技术具有高频率响应、高定位精度等特点,使其成为非回转对称微结构加工的一种有效方法。而对于线性V槽微结构和由多条线性V槽相交形成的微结构阵列等非回转对称微结构,飞刀切削加工技术又具有其他金刚石加工方法无法比拟的优势。本文针对典型的非回转对称微结构,分析研究了快速刀架伺服加工和飞刀切削加工两种加工技术。首先分析了快速刀架伺服加工和飞刀切削加工技术对金刚石刀具的要求,提出了刀具几何参数设计原则,并结合典型微结构特征尺寸,设计了金刚石刀具,并对刃磨好的刀具进行了检测。其次,依据快速刀架伺服加工的特点,规划了加工过程中的刀具轨迹,提出了两种轨迹生成方式:等角度法和等弧长法,并在此基础上完成了快速刀架伺服加工非回转对称微结构的切削实验。此外,根据飞刀切削加工原理,分析了刀具安装与对正的重要性,以及各个切削参数的选择,进行了飞刀切削加工实验,并对实验结果进行了讨论。最后,分析了各种表面表征和评价方法的优缺点,据此提出应用功率谱密度(PSD)进行微结构表面评价的原因,并应用PSD对试验加工的微结构表面进行了评价。

关键词：非回转对称微结构金刚石刀具快速刀架伺服飞刀切削功率谱密度

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基于复杂曲面的超精密金刚石切削技术研究

基于复杂曲面的超精密金刚石切削技术研究

作者：包琼琼浙江理工大学

学位级别：硕士

超精密金刚石切削技术是为了现代科学技术的需求而发展起来的先进制造技术，在国防科技现代化和国民经济建设中发挥着至关重要的作用。它可用于复杂曲面和有特殊要求光学元件的加工，比如非球面镜、微棱镜阵列、微沟槽等。而随着制造业... 详细信息

超精密金刚石切削技术是为了现代科学技术的需求而发展起来的先进制造技术，在国防科技现代化和国民经济建设中发挥着至关重要的作用。它可用于复杂曲面和有特殊要求光学元件的加工，比如非球面镜、微棱镜阵列、微沟槽等。而随着制造业向着高增值高精度的方向发展，很多高价值性能的光学元件也向着具有微结构表面特征的、回转对称的复杂曲面的方向发展，因此，对于复杂曲面的超精密金刚石切削技术的研究就越来越重要。本文以复杂曲面的超精密金刚石切削技术为基础，着重对以下三个内容进行研究分析。首先研究了金刚石切削非球面的技术，分析非球面加工误差产生的原因和机理，同时介绍了非球面加工误差补偿方法，并讨论了X轴和Z轴偏心误差补偿对非球面模仁面型精度的影响。设计了非球面模仁的单点金刚石切削试验，对口径为46.5mm的非球面模仁进行切削加工，通过泰勒-霍普森PGI-1240轮廓测量仪测量非球面模仁的面型精度，得到了在没有经过补偿误差的非球面模仁的面型精度PVa=0.8040μm，经过X轴偏心误差补偿之后非球面模仁的面型精度PV=0.7151μm，而在经过X轴和Z轴偏心误差补偿之后非球面模仁的面型精度PV=0.5496μm。其次，对金刚石飞刀切削微结构表面技术进行深入研究，分析飞刀切削微结构表面的技术原理，并设计了夹具结构。选取了不同的主轴转速、切削深度、进给速度和金刚石刀具等切削试验参数，研究了它们对微结构表面质量的影响，并且进行了优化选取。在试验中采用天然金刚石刀具，主轴转速为500转/min、进给速度为10mm/min、切削深度为2μm的条件下得到的微结构表面质量较理想。并对飞刀切削微结构表面产生毛刺的机理进行了研究和讨论，同时分析了金刚石刀具磨损的影响。最后，研究了双曲面光学元件的慢刀伺服切削技术，介绍了慢刀伺服切削技术原理，探讨不同双曲面CNC编译程序算法对加工结果的影响。并对口径12mm的双曲面镍铜合金光学元件进行切削试验，双曲面的交叉基轴球面半径分别为R17.5mm和R=9.5mm，最终通过泰勒-霍普森PGI-1240轮廓测量仪的测量，在基轴球面半径R=7.5mm的曲面上获得了PV=0.15μm的面型精度和Ra=3nm的表面粗糙度;在基轴球面半径R=9.5mm的曲面上获得了PV=0.1μm的面型精度和Ra=2nm的表面粗糙度。

关键词：超精密金刚石切削飞刀切削慢刀伺服非球面微结构双曲面

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微结构表面超精密切削加工的关键技术

航空精密制造技术 2007年第3期43卷 4-8页

作者：杨元华陈时锦段耀凯程凯哈尔滨工业大学精密工程研究所哈尔滨150001

总结了微结构表面超精密切削加工技术相对于其他加工方法所不具备的关键技术,并指出了这一领域主要的研究方向及技术难点。

关键词：微结构表面超精密切削飞刀切削快速伺服刀架

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超精密飞切加工机床刀盘结构分析与优化

机械工程师 2011年第6期 87-89页

作者：金波佳安晨辉周炼成都精密光学工程研究中心成都610041

飞刀切削是一种重要的超精密加工手段,机床采用大刀盘可以飞切加工大口径平面元件,比之车削方式具有一定优势,但直径变大后,刀盘外侧在旋转时的加速度随之增大,并使刀盘产生变形,影响机床加工精度。文中通过有限元仿真,计算了某型机床... 详细信息

飞刀切削是一种重要的超精密加工手段,机床采用大刀盘可以飞切加工大口径平面元件,比之车削方式具有一定优势,但直径变大后,刀盘外侧在旋转时的加速度随之增大,并使刀盘产生变形,影响机床加工精度。文中通过有限元仿真,计算了某型机床上大刀盘在不同转速下的变形关系,以及这种变形对飞切加工表面的影响,并设计实验对仿真结果进行了验证。最终,针对大刀盘变形的影响原因,进行刀盘结构分析与优化,提出刀盘结构的改进方案,可以大幅度抑制刀盘变形,提高机床加工精度。

关键词：飞刀切削大刀盘有限元仿真结构优化

飞刀式螺纹铣床在等高肋螺纹轧辊加工中的应用

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莱钢科技 2003年第2期 5-6页

作者：杨波薛孝存莱芜钢铁集团有限公司技术中心轧钢厂

主要介绍了等高肋螺纹轧辊在飞刀式螺纹铣床上加工的实践应用和经验积累。

关键词：等高肋螺纹轧辊飞刀式螺纹铣床飞刀切削轧辊加工