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非回转对称光学曲面金刚石车削加工误差的研究

作　者: 房田
导　师: 周晓勤
学　校: 吉林大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 快速刀具伺服装置 金刚石车削 主轴回转误差 切削力变形误差 FTS加工误差模型
分类号: TG51
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 138次
引　用: 2次
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内容摘要


非回转对称(NRS)光学曲面可以克服光学系统的各种像差,改善光学性能,在航天、航空等军事工业中有着重要的应用。基于快速刀具伺服(Fast Tool Servo,以下简称FTS)金刚石车削因其可以高效、精密地制造NRS光学曲面以及加工过程中低成本,使得FTS金刚石车削NRS光学曲面备受瞩目。在生产制造中70%-80%的成本是用来保证产品加工质量,降低加工误差,提高加工精度。关于金刚石车削加工误差的研究很多,但还没有物理误差模型,主要是针对外圆和平面车削,而且大多是几何误差模型,不能直接用于NRS曲面的金刚石车削加工。本文针对非回转对称曲面,通过齐次坐标变换方法,建立基于FTS的金刚石车削综合加工误差的模型。分析了主轴回转和切削力对加工误差的影响,讨论了主轴回转误差和切削力变形误差的模型建立。通过数值仿真,分析了切削参数和刀具几何参数等因素对综合加工误差的影响。

全文目录


提要  4-7
第1章 绪论  7-19
  1.1 课题的来源和项目研究的意义  7-12
    1.1.1 课题的来源  7-8
    1.1.2 加工误差的基本定义及分类  8-11
    1.1.3 项目研究的意义  11-12
  1.2 国内外的研究状况  12-15
    1.2.1 几何误差建模技术的研究现状  12-13
    1.2.2 物理误差建模技术的研究现状  13-15
  1.3 存在的问题  15-17
  1.4 论文的主要研究目标及组织结构  17-19
    1.4.1 论文的研究目标  17
    1.4.2 论文的组织结构  17-19
第2章 主轴回转误差模型的建立  19-29
  2.1 主轴回转误差对加工质量的影响  19-20
  2.2 主轴回转误差的测量方法  20-21
    2.2.1 千分表测量法  20
    2.2.2 单项测量法  20-21
    2.2.3 双向测量法  21
  2.3 主轴回转误差产生的原因  21-22
  2.4 主轴回转误差的分类  22-24
  2.5 主轴回转误差模型的建立  24-27
    2.5.1 主轴回转误差信号的傅立叶级数表示  24-25
    2.5.2 主轴回转误差的模型的建立和轴心轨迹的表达  25-27
  2.6 本章小结  27-29
第3章 切削力变形误差的建模  29-47
  3.1 切削力对加工质量的影响  29
  3.2 工艺系统中影响切削力的各种因素  29-31
  3.3 切削力的计算  31
  3.4 FTS 金刚石车削NRS 曲面切削面积的计算  31-40
    3.4.1 FTS 金刚石车削坐标系的建立  31-32
    3.4.2 直角自由切削时切削面积的计算方法  32-35
    3.4.3 理想状况时时切削面积的计算  35-38
    3.4.4 考虑刀具-工件之间发生相对振动时切削面积的计算  38-40
  3.5 切削力变形求解模型  40-45
    3.5.1 切削力系数的确定  41-42
    3.5.2 无量纲化  42-44
    3.5.3 切削力变形方程求解  44-45
  3.6 切削力变形误差模型的建立  45
  3.7 本章小结  45-47
第4章 基于FTS 的金刚石车削加工误差建模  47-63
  4.1 工艺系统的组成  47-48
  4.2 工艺系统坐标系的建立  48-49
  4.3 FTS 加工工件瞬时矢量半径成型法  49-51
  4.4 基本的齐次变换和逆变换  51-55
    4.4.1 平移和旋转齐次变换  51-55
    4.4.2 齐次变换的逆变换  55
  4.5 刀尖到工艺基准中心的齐次变换矩阵  55-60
  4.6 加工误差的求解  60-62
  4.7 本章小结  62-63
第5章 加工误差建模的仿真  63-71
  5.1 环曲面的建模  63
  5.2 刀具几何参数和切削参数对FTS 加工误差的影响  63-70
    5.2.1 理论矢量半径和实际矢量半径的比较  63-65
    5.2.2 切削工艺参数对x 向加工误差（Δx ）的影响  65-67
    5.2.3 切削工艺参数对z 向加工误差（Δz ）的影响  67-70
  5.3 本章小结  70-71
第6章 结论与展望  71-73
  6.1 结论  71-72
  6.2 展望  72-73
参考文献  73-77
致谢  77-78
摘要  78-81
Abstract  81-84

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 车削加工及车床（旋床）
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