微透镜阵列慢刀伺服车削加工误差分析和优化

发布时间：2025-02-08 15:42

　　微透镜阵列作为一种光学微结构,具有单元尺寸小、质量轻、集成度高等优点,可应用于许多新型光学系统中,实现传统透镜无法实现的新功能,在照明、传感、成像、光通讯等领域具有广泛的应用。因此,近年来国内外许多研究机构在微透镜阵列的结构设计和加工技术等方面的研究投入了大量的资金和人力。采用超精密机械方法加工微透镜阵列具有精度可控性强、尺寸一致性高、加工尺寸达到微米级等特点,慢刀伺服车削是加工微透镜阵列的重要方法之一。本课题主要进行慢刀伺服车削方法加工微透镜阵列的误差分析和刀具路径优化的研究,并通过实验进行验证。主要研究内容如下:(1)针对不同分布模式的微透镜阵列建立数学描述方法,分析金刚石刀具走刀方式和刀位点离散方法对慢刀伺服车削微透镜阵列表面质量的影响,选择螺旋走刀方式和优化的等弧长离散方法生成刀具路径。通过分析微透镜阵列加工时每条刀具路径是否产生有效切削,建立刀具路径有效性判断方法。并通过去除无效的刀具路径实现刀具路径的优化,在保证加工质量的前提下提高加工效率。(2)研究车削加工平面和圆弧面时刀具刀尖圆弧半径对其加工表面质量的影响规律。基于已有的慢刀伺服车削微透镜阵列研究基础,引入圆弧面车削时刀...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-3微透镜阵列铣削原理

镜阵列的原理如图1-3所示，首先碳化钨工件吸附透镜的中心位置相关联。然后，工件低速旋转并与中心和透镜中心点之间的距离保持恒定。当工件旋的透镜。重复上述过程即可完成整个微透镜阵列的值小于100nm，表面粗糙度Rz小于15nm[27]。)刀具外形(b)刀具的....

图1-6形状精度与工件偏离主轴中心距离的关系

广东工业大学硕士学位论文区的刀具路径可以有效提高该区域的加工精度[46]。超精密车削时，刀具的对刀误差对工件加工形貌精度有较大的影响，如果存在刀误差，则会导致加工形貌发生畸变。因此，在微结构加工中，几个微米的对刀差都不能忽略[47,48]。天津大学张效栋等人通过计算分析得出形状....

图1-7微透镜阵列偏心加工示意图

广东工业大学硕士学位论文区的刀具路径可以有效提高该区域的加工精度[46]。超精密车削时，刀具的对刀误差对工件加工形貌精度有较大的影响，如果存在刀误差，则会导致加工形貌发生畸变。因此，在微结构加工中，几个微米的对刀差都不能忽略[47,48]。天津大学张效栋等人通过计算分析得出形状....

图3-10ASC文件组成

工业大学硕士学位论文（包括点云数据的行数、列数、像素点尺寸、放据，记录了各位置的高度信息。根据上述ASC仿真数据导出为ASC格式文件，并用Vision打能。通过Matlab导出的ASC文件使Matlab表面行数据传递，从而组成具有超精密加工仿真、预采用Ma....

本文编号：4031593