微棱镜反光阵列刨削加工工艺的研究

发布时间：2017-05-29 15:10

  本文关键词：微棱镜反光阵列刨削加工工艺的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会的发展，微棱镜型反光膜在日常生活中得到了广泛应用。目前国际上仅有美国艾莉-丹尼森、3M和日本电石工业株式会社等少数企业掌握了微棱镜反光阵列制造技术，由于国外对中国技术封锁，国内虽然了解微棱镜反光阵列加工方法，但是对其核心加工工艺难以获知。国内对微棱镜反光阵列加工技术研究处于起步阶段。 本论文研究微棱镜反光阵列刨削加工工艺。研究利用超声振动刨削加工微棱镜反光阵列中的刀具设计、刀具刃磨、刀具振动纠偏和对刀工艺，重点探讨原始模（工件）材料、刀具材料、刀具工作前角、切削速度和第三次切削深度对刀具寿命和微棱镜表面质量的影响。主要内容如下： 1）微棱镜反光阵列结构尺寸、反光特性及加工方法。研究微棱镜反光阵列结构尺寸和反光特性，比较微棱镜反光阵列加工方法，提出本课题采用的刨削加工走刀路径，为刀具设计、刃磨以及微棱镜刨削加工工艺研究提供理论支持。 2）微棱镜反光阵列刨削实验系统。设计夹心式弯曲振动换能器装夹装置把超声振动刨削系统引入数控雕铣床，搭建微棱镜反光阵列刨削实验系统。 3）刨削刀具。首先根据微棱镜反光阵列结构尺寸特点设计刨刀；其次研究刃磨方向和抛光对刨刀轮廓精度的影响，实验结果表明砂轮沿着切削刃精磨刨刀后刀面和轻微抛光有利于刨刀轮廓精度的保证；再次提出一种刀具振动纠偏方法，实验结果表明此方法可以有效地纠正刀具振动方向和工件运动方向的偏角；最后提出三种对刀工艺方案，多次实验后通过优缺点对比，，获得了微棱镜反光阵列刨削加工中较好的对刀方案。 4）微棱镜反光阵列刨削实验。进行了普通刨削与超声振动刨削实验，分析了普通刨削与超声振动刨削对微棱镜表面加工质量的影响及脆性材料崩缺原因，结果表明在脆性材料加工中超声振动刨削更有利，超声振动刨削中减小切削速度可以避免脆性材料崩缺。其次采用不同材料进行超声振动刨削加工实验以选择合适的微棱镜反光阵列原始模材料，结果表明在T2紫铜、6061铝合金、PMMA中6061铝合金更适合作为微棱镜反光阵列原始模材料。最后通过超声振动刨削正交实验，获得了合理的刀具工作前角、刀具材料和切削要素，分析了影响微棱镜表面质量和刀具寿命的主次因素，利用综合平衡法最终得出影响实验指标的主次因素依次是刀具材料、切削速度、第三次切削深度、刀具工作前角；当刀具材料为PCD、切削速度约900mm/min、第三次切削深度约2m、刀具工作前角取3.8时，加工出的微棱镜反光阵列表面质量较好，刀具磨损量较小。
【关键词】：微棱镜反光阵列 超声振动刨削 振动纠偏 对刀 加工工艺
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG55;TH74
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 微棱镜反光阵列加工技术简介10-11
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 加工技术进展11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 微棱镜反光阵列加工工艺的研究现状11-14
• 1.2.2 超声振动切削加工的研究现状14-15
• 1.3 选题依据15
• 1.4 本文的主要内容15-17
• 第2章 微棱镜型反光膜17-27
• 2.1 结构分析17-20
• 2.1.1 微棱镜型反光膜结构分析17-18
• 2.1.2 棱镜（模压）基体层18-20
• 2.2 微棱镜阵列逆反射特性分析20-23
• 2.2.1 微棱镜单元内光线传播特性20-21
• 2.2.2 微棱镜全反射21
• 2.2.3 定向反射有效面积21-23
• 2.3 加工方法23-26
• 2.3.1 微棱镜反光阵列加工方法23-25
• 2.3.2 本课题采用的加工方法25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 微棱镜反光阵列刨削实验系统27-32
• 3.1 刨削实验平台27-30
• 3.1.1 夹心式弯曲振动系统27-29
• 3.1.2 数控雕铣床29
• 3.1.3 装夹装置29-30
• 3.2 实验分析平台30-31
• 3.3 本章小结31-32
• 第4章 刨削刀具32-47
• 4.1 刨刀设计32-34
• 4.1.1 刀头形式32
• 4.1.2 刀具几何参数32-34
• 4.2 刨刀刃磨34-38
• 4.2.1 影响因素34-35
• 4.2.2 实验条件、方案及评价指标35-37
• 4.2.3 实验结果37
• 4.2.4 结果分析37-38
• 4.3 刀具振动纠偏38-41
• 4.3.1 理论分析38-39
• 4.3.2 实验验证39-41
• 4.4 对刀工艺41-46
• 4.4.1 对刀方案42-45
• 4.4.2 对刀方案比较45-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第5章 微棱镜反光阵列刨削实验47-74
• 5.1 普通刨削和超声振动刨削47-49
• 5.1.1 实验条件47-48
• 5.1.2 实验方案及评价指标48
• 5.1.3 实验结果及分析48-49
• 5.2 原始模材料实验49-52
• 5.2.1 实验条件50
• 5.2.2 实验方案及评价指标50-51
• 5.2.3 实验结果及分析51-52
• 5.3 正交试验方案52-56
• 5.3.1 实验因素水平52-54
• 5.3.2 实验指标54-56
• 5.3.3 实验条件56
• 5.3.4 正交实验结果分析方法56
• 5.4 正交实验结果分析56-72
• 5.4.1 微棱镜表面粗糙度值56-60
• 5.4.2 V 形槽夹角60-63
• 5.4.3 加工后刀尖圆弧半径63-67
• 5.4.4 切削刃在基面内法向磨损量67-69
• 5.4.5 综合平衡确定最优工艺条件69-72
• 5.5 本章小结72-74
• 第6章 结论与展望74-76
• 6.1 主要结论74-75
• 6.2 展望75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-80
• 附录80-85
• 在学期间发表的论文85
• 在学期间申请的专利85

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本文编号：405141