KDP晶体超精密机床刀架动态特性分析及微进给装置研制

摘要

本文以国家自然科学基金重大研究计划——纳米制造的基础研究:“基于空气静压主轴非线性动力学行为分析的纳米切削加工表面微波纹形成机制研究”为背景,在分析哈尔滨工业大学精密工程研究所研制的 KDP(磷酸二氢钾)晶体专用超精密机床刀架静态和动态特性的基础上,从实际应用出发,研制了两种微进给装置。分别使用它们改进了机床刀架的进给方式,提升了原刀架的进给分辨率。
　　本文在以下几个方面进行了深入研究:
　　使用有限元分析软件ANSYS workbench对KDP晶体超精密机床刀架进行了静力分析,为刀架的设计改进提供了依据。并对刀架进行了模态实验,研究了工件表面条纹与刀架振动之间的关系。
　　研制了一种螺旋-斜面组合式微进给装置和一种弹性薄膜-压电陶瓷微进给装置,在此基础上研制出两种新型刀架。并对新型刀架进行了位移特性、冲击响应和模态实验研究,证明其满足KDP晶体超精密机床的要求。
　　以上研究对KDP晶体超精密机床刀架的开发研制提供了依据,提升了机床刀架的进给分辨率。

目录

摘 要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 课题来源

1.2 课题研究的背景

1.3 KDP晶体超精密机床概述

1.4 微位移机构概述

1.5 本课题研究目标及内容

1.6 本文结构

第2章 刀架静动态特性分析

2.1 引言

2.2 刀架静力有限元分析

2.3 刀轴模态有限元分析

2.4 刀架动态特性实验研究

2.5 本章小结

第3章 螺旋－斜面组合式微进给刀架研制

3.1 引言

3.2 微进给刀架方案选择

3.3 斜面机构

3.4 螺旋－斜面组合式微进给装置结构设计

3.5 刀轴模态有限元分析

3.6 微进给刀架实验研究

3.7 本章小结

第4章 压电陶瓷式微进给刀架研制

4.1 引言

4.2 压电陶瓷及其基本特性

4.3 微位移结构方案选择

4.4 压电陶瓷微进给装置设计

4.5 刀轴模态有限元分析

4.6 压电陶瓷式微进给刀架实验研究

4.7 刀架改进总结与分析

4.8 本章小结

结　论

参考文献

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致　谢