可变形球面磨具加工非球面

摘要

现今的非球面光学系统中采用的非球面零件有二次和高次非球面，绝大多数采用的是轴对称非球面，解决它们的加工问题也就成为重要的研究内容。 对回转非球面的加工，实质上就是对其连续母线的加工。根据圆锥曲线的几何特征，本文提出了用可变半径球面磨具加工旋转非球面的新方法，就是使磨具绕对称轴旋转来实现对母线上相应点的加工。当磨具中心在对称轴上向上(下)移动时，磨具半径按一定规律作相应的伸长(缩短)，即可实现对其母线的逐点加工。本文通过力学和高等数学的相关理论建立了可变形球面磨具的数学模型，推导出了磨具的数学表达式。 根据理论分析设计了一种适合抛物面零件的研磨加工系统，并对其进行了仿真分析。结果证明，利用可变形球面磨具加工非球面的方法是可行的。该磨具适用范围广、成形精度高。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2非球面光学零件加工技术的发展及现状

1.3非球面光学零件的加工方法及存在的问题

1.4论文研究的意义

1.5论文研究目的和内容

第二章圆锥曲线的几何特性研究

2.1圆锥曲线的几何特性

2.2证明抛物线、双曲线、椭圆满足ρ＞R

2.3 证明过曲面上某一特定点P并且圆心在对称轴上的曲线内切圆与曲线交点是唯一的

第三章用多个不等半径的球面磨具加工二次旋转非球面的数学模型

3.1计算加工抛物线非球面的磨具尺寸

3.2验证加工后的误差

3.3计算双曲线的磨具尺寸

3.4计算椭圆的磨具尺寸

3.5关于刀具尺寸的确定方法

3.6提高加工精度的方法

3.7应用本方法加工工件的大致步骤

第四章半径连续变化的球面磨具加工非球面的可行性研究

4.1引言

4.2确定球形磨具半径变化与时间的关系

4.3寻找磨具半径R和磨具的圆心y与时间t的关系

4.4球形磨具内部所受压力p与△R的关系

4.5计算各点的磨削时间

4.6磨具与工件的相对速度分析

第五章磨具的机构设计及加工流程设计

5.1总体设计要求

5.2机床布局设计

5.3磨具的材料

5.4弹性磨具的加工

5.5电机的选择

5.6设备的密封与泄露防治

5.7加工流程设计

第六章影响加工精度的各种因素

6.1引言

6.2磨削机床精度对加工表面质量的影响

6.3加工过程中工艺参数对磨削接触区特征影响的研究

6.4影响非球面光学零件质量的主要原因及误差分析

第七章误差的仿真分析

7.1设计的理论误差分析

7.2考虑了各种影响因素后的误差分析

结 论

致 谢

参考文献