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光学自由曲面反射镜模芯的镜面成型磨削
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:TQ171.683[化学工程—玻璃工业;化学工程—硅酸盐工业] TG659[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
  • 作者机构:[1]华南理工大学机械工程学院,广东广州510640
  • 相关基金:国家自然科学重点基金项目(No.50436010);教育部留学回国人员科研启动基金资助项目;广东省自然科学基金博士启动基金项目(No.05300140).
中文摘要:

采用精密修锐修整的圆弧形粗金刚石砂轮在CNC精密磨床上进行了数控成型磨削加工,实现了高效镜面磨削。分析金刚石砂轮圆弧形轮廓的成型修整原理,建立了圆弧形修整的数控模式。通过建立曲面数控成型磨削的行走轨迹算法,实现了自由曲面的圆弧包络成型磨削加工。分析了磨削工艺参数和砂轮出刃形貌参数与超光滑表面形成的作用机制,进行了镜面磨削试验并检测表面微观形貌和粗糙度,分析实现镜面磨削的脆/塑性磨削转换机理。理论分析表明,降低砂轮行走速度,提高砂轮转速以及改善出刃形貌可以获得纳米级粗糙度的超光滑磨削表面。试验结果显示,先将砂轮修锐修整再控制砂轮行走速度小至15mm/min时,表面粗糙度小于10nm以下,且微观加工表面没有发生脆性破坏,形成镜面。加工高速钢自由曲面时,面形误差(PV值)可以达到10μm以下,表面粗糙度Ra可以达到约16nm。实验结果表明:利用数控技术和粗金刚石砂轮可以实现自由曲面模芯的高效镜面磨削加工,保证了高精度的光学自由曲面反射镜注塑模芯。

英文摘要:

In order to assure form accuracy and surface roughness of optic free-form surface of injection mould core, form grinding of free-form surface was conducted in CNC precision grinder by use of precisely dressed and trued arc-shaped coarse diamond grinding wheel to realize effective mirror grinding. The form truing principle of arc-shaped diamond grinding wheel was investigated to establish number control mode of arc-truing, and wheel path algorithm for equal- envelope-height grinding was established to realize CNC grinding of free-form surface. Then, formation of super-smooth ground surface was theoretically analyzed in connection with grinding parameters and wheel topography. The theoretical analysis shows that super-smooth ground surface of nanometer order can been produced by increasing wheel rotating speed, decreasing wheel moving speed and improving wheel topography. Experimental results show that surface roughness of Ra〈10 nm may be obtained by use of dressed and trued wheel with wheel moving speed in less than 15 mm/min, and no brittle cracks on microscopic ground surface. The form accuracy of PV % 10 μm and the surface roughness of Ra〈20 nm can be obtained when machining the free-form surface of high-speed steel.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699