单点金刚石车削渐进镜面设计方法及其实现

发布时间：2024-03-31 05:45

　　相比于传统的旋转对称光学元件,自由曲面类元件具有尺寸小、设计自由度高的特点。但是该类元件的设计和加工难度较大,限制了其在光学领域的广泛应用。近年来,单点金刚石车削被认为是一种加工光学自由曲面的有效方法,这种加工方式的优势在于能在一次装夹中成型,且往往能获得高精度的元件。渐进多焦点镜面是一种典型的光学自由曲面,被广泛用于矫正人们的视力问题,本文将以单点金刚石车削作为渐进多焦点镜面的加工手段,对其光学设计、车削原理、刀具路径规划等方面的关键技术进行研究。渐进多焦点镜面的设计方法可以分为直接法和间接法,本次研究采用直接法。在该种方法下,曲面的设计可以分为加光曲线的求解和面型构建。加光曲线是曲面子午线上的顶焦度变化曲线,该部分的设计需要保证整条曲线上的光学变化是连续的,以提供平滑的视觉效果。在阐述了加光曲线的设计原理后,本文重点分析了采用不同设计参数时曲线的变化规律。研究表明,在视远点和视近点处曲线非零导数的阶数取值较大时,曲线过渡更加平滑,且视远和视近区域的面积也相应增大。而后将子午线上的光学变化扩展到整个曲面以求解镜面矢高,并给出了设计实例。最后简述了镜面的性能评价标准,利用光学分析软件得...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１飞切加工原理示意图［１８］??

成形误差分析的??集成运动学误差模型，并通过实验验证了其有效性［２１］。但是飞切加工??也有其缺陷性，那就是刀具每旋转一圈只有很小一部分时间参与了切??肖ＩＪ，而且为了实现较高的表面精度，往往要求每转进给量较小，导致??了飞切加工的加工效率非常低，切削很小的精密零件都需要数天时?....

图１－２?ＳＳＳ加工原理示意图＿??

?山东大学硕士学位论文???【２４］。慢速溜板伺服的优势在于Ｚ向行程较大、精度高且能加工回转不??对称度较大的自由曲面，但是刀具的运动完全依赖于Ｚ轴导轨的性能，??而且对系统的硬件要求较高。此外由于机床ｚ轴的频响较低，导致加??工效率较低。该类机床设备的研发一直是国内外超精密加工....

图１－３?ＦＴＳ加工原理示意图＿??

?山东大学硕士学位论文???加工效率高。此外不需要特殊的高精数控系统，ＦＴＳ装置只需根据主??轴转角和Ｘ向进给输出位移即可。但ＦＴＳ技术也有其不足，除了滞后??的共性外还有行程较小的缺点（一般都在１?ｍｍ内），现在也有很多科研??机构在研制大行程ＦＴＳ装置，已经取得了一定进展。?....

图１－５正弦波微特征曲面和镜面Ｉ?—??

?山东大学硕士学位论文???ｌｉｇｈｔ?ｓｏｕｒｃｅ?ｆｒｅｅ?ｆｏｒｍ?ｓｃｒｅｅｎ??ｖ?ｍｉｒｒｏｒ?！??＼?／??ｆｒｅｅ?ｆｏｒｍ?＼?／??ｍｉｒｒｏｒ?严?Ｂ?／??ｄｌ??图丨－４三维定制自由曲面［３（＞］??图１－５所示为英国布鲁内尔大学的Ｈｕｏ等人利用自己设....

本文编号：3943538