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复杂光学表面的快刀伺服加工特性与路径规划
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:机械工程学报
  • 时间:0
  • 页码:175-180
  • 分类:TH161[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]国防科技大学机电工程与自动化学院,长沙410073
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50975277)
  • 相关项目:基于光学性能评判的光学镜面定区域精准修形理论与工艺研究
中文摘要:

复杂面形和微结构阵列等类型的光学元件应用范围越来越广,传统的机械加工方法难以满足面形精度和加工效率要求,超精密快刀伺服(Fast tool servo,FTS)是实现这类零件优质高效加工的有效手段。但是在复杂光学表面的快刀伺服加工中,面形的高低起伏将会使刀具和工件的相对位置实时变化,导致加工状态恶化、面形精度下降,甚至会产生刀具干涉和过切现象。针对这种情况,通过研究复杂面形快刀伺服加工中切削角的变化规律及其对刀具前角、后角的影响,给出刀具干涉的判断算法以及工艺参数的选取依据;为实现加工路径的合理规划,进行典型复杂光学表面的刀具补偿分析与算法设计;在此基础上,以正弦放射线作为对象,进行快刀伺服加工试验,测试结果表明加工面形精度达到PV 0.17μm,没有发生过切和刀具干涉现象。

英文摘要:

Optical components with complex surfaces or microstructure array are more and more widely applied,but it is very difficult to satisfy the requirements of surface accuracy and machining efficiency by using traditional mechanical fabricating methods.Ultraprecision fast tool servo(FTS) system can manufacture these complex surfaces efficiently and accurately.The relative position between the tool and workpiece surface will vary continuously in the FTS machining process,owing to the height change of workpiece profile,and this will worsen the cutting conditions,debase the machining accuracy,and even produce the phenomenon of tool interference and over-cut.In view of the situation,the varying rules of cutting angle are studied in the FTS machining process of complex workpieces,as well as the influences on rake angle and back angle of the tool.The algorithms for identifying tool interference and the selection basis of machining parameters are given.In order to realize rational route planning,the analysis and algorithm design of tool compensation are accomplished in the machining process of typical complex optical surface.On the basis of the above work,a kind of representative complex workpiece,radial sinusoidal workpiece,is manufactured by using the FTS system.The measuring results indicate that accuracy of machined surface can reach PV 0.17 μm,and the over-cut and tool interference do not occur.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 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,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603