微结构功能表面的金刚石超精密加工仿真与试验

为解决微结构功能表面的金刚石超精密加工过程中,难以经济而灵活地预测表面质量及加工条件对加工表面质量的影响的问题,以自行设计的带有快速伺服刀架的超精密机床为基础,采用Matlab/ Simulink模块建立正弦波微结构功能表面金刚石超精密加工过程的动态仿真模型。利用该模型,不仅可以预测加工表面质量,还可以对加工条件如进给速度、主轴转速对加工表面质量的影响进行仿真进而对加工条件进行优化。通过微结构功能表面的金刚石超精密切削加工验证试验,加工出表面粗糙度约为45 nm、形状精度约为0.65 µm的正弦波微结构功能表面,试验结果表明,该模型的建立对于微结构功能表面的金刚石超精密加工具有重要的指导意义。     

精密超精密加工技术综述

根据未来工艺发展规划要求,积极探索国内外精密超精密加工技术,对该项技术的现状进行了分析,作出综述,并提出了实施该项技术的具体途径及所要考虑的问题.     

超精密加工技术的发展与展望

一、前言本世纪的精密加工发展到超精密加工历程比较复杂且难度大 ,目前超精密加工日趋成熟 ,已形成系列 ,它包括超精密切削、超精密磨削、超精密微细加工、超精密计量等。尽管超精密加工迄今尚无确切的定义 ,但是它仍然在向更高的层次发展。早在 80年代 ,美国ＬＬＮＬ国家实验室等就提出了ＰＯＭＡ(ＰｏｉｎｔＯｎｅＭｉｃｒｏｍｅ ｔｅｒＡｃｃｕｒａｒｙ)计划 ,主要是为了加工直径80 0ｍｍ的曲面精度为 0 .1μｍ。 1982年 ,在国际生产工程学会 (ＣＩＲＰ)的年会上 ,日本的谷口纪男教授发表了题为“超精密加工和超精整工艺的现状与未来…     

表面微观V形槽的超精密加工技术研究

表面微观V形槽是一种常见的微结构形式,应用广泛,加工精度要求高。对表面微观V形槽的超精密加工技术进行了研究,应用单点金刚石切削,分析刀具角度、切削参数、装夹方式、冷却润滑条件、进刀轨迹等影响加工质量的因素,并通过切削试验进行验证。通过试验,在平面和曲面上分别加工出了高精度表面微观V形槽,实现了微结构的超精密加工。     

精密和超精密加工技术

1.精密和超精密加工的概念和形成 精密和超精密加工是在70年代提出的,在美国、日本和英国等国得到了重视和急速发展。精密和超精密加工从加工精度的角度反映了加工技术的发展,通常,将加工技术分为一般加工、精密加工和超精密加工三个阶段;有些国家的学者将它分为一般加工、高精度加工、精密加工和超精密加工四个阶段。对当前来说,精加工是指加工精度为1～0.1μm、表面粗糙度为R_a0.1～0.025μm的加工技术;超精密加工是指加工精度高于0.1μm、表面粗糙度小于R_a0.025μm的加工技术。这一定量数据是相对的,将随着加工技术的不断发展而改变,即过去的精密加工对今天来     

精密及超精密加工的现状及发展前景

文中从精密及超精密加工技术的几项关键技术出发,介绍了当前精密及超精密加工技术的发展概况,并预测了其发展前景及发展方向。     

基于快速伺服刀架技术的菲涅尔微结构金刚石超精密加工及其控制技术

微结构功能表面的金刚石超精密加工技术是近年来国外兴起的一项新技术,国内在这一研究领域处于起步阶段。并且由于受加工设备所限,使得该技术在国内的开展显得异常艰难,为了克服这一困难,自行设计带有快速伺服刀架(Fasttoolservo,FTS)的超精密加工机床,提出按照自适应指数趋近律来设计滑动模态控制律,并将滑膜变结构控制策略引入FTS的控制中,同时,将FTS的PID控制策略和滑膜变结构控制策略进行试验对比,试验结果显示,在滑模变结构控制策略下,FTS的响应时间与PID控制相近,但滑模变结构控制算法下几乎无超调,稳态精度高,正弦跟踪控制效果优于常规PID控制算法;最后,根据滑膜变结构控制策略对菲涅尔微结构表面进行金刚石超精密车削加工试验,成功地加工出半径5mm,浮雕深度10μm,表面粗糙度约35nm的菲涅尔微结构。     

精密加工和超精密加工技术综述

论述了精密加工和超精密加工技术的范畴,加工方法,系统结构及其在先进制造技术中的作用和地位;分析了２１世纪初期对它的需求和技术发展趋势,并提出了相应的技术发展前沿,归总了技术发展特点。     

超精密加工技术的应用

超精密加工技术的应用香港理工大学杜雪随着科技的迅速发展，超精密加工已逐渐成为制造业在国际竞争中能否取得成功的关键技术，因为超精密加工技术不仅会推动航空、航天技术和电子技术的发展，而且能生产出优质的民用产品。由于香港经济的转型，使香港的制造业趋向高科技...     

超精密加工的技术基础和创新

主要叙述了当前超精密加工技术基础和关键技术,简述了当前的发展现状,并着重指出发展超精密加工技术必须要有创新的看法.     

KDP晶体超精密加工技术的研究

通过对KDP晶体等脆性材料的塑性域切削进行理论分析，研究实现脆性材料塑性域切削的条件。激光核聚变KDP晶体的3项主要技术指标是：表面粗糙度、波纹度和透射波前。通过分析影响这3项技术指标的因素。提出了实现KDP晶体精密加工的超精密机床和工艺参数。通过理论分析与实验。研究了晶向、刀具前角、刀具圆弧半径和进给量等参数对表面粗糙度的影响，最终给出KDP晶体精密加工的最佳工艺参数。     

超精密加工技术的发展状况

根据当前国内外超精密加工机床的发展状况,分析了影响超精密机床加工精度的各种因素,简要地介绍了温度、振动、洁净度等加工环境因素对超精密加工精度的影响,以及提高超精密加工精度应采取的措施。     

精密球超精密加工技术的研究进展

掌握精密球超精密加工过程中的球面研磨轨迹分布特性以及各工艺参数对加工结果的影响,对提高精密球加工精度与效率十分重要。对精密球超精密加工技术的发展及研磨均匀性的评价进行回顾,并根据精密球超精密加工技术的发展脉络,阐述当前主要精密球超精密加工技术的加工原理及加工实例。从材料去除率、加工精度、批一致性等方面对几种精密球超精密加工技术进行比较,并以提高加工精度及加工效率为目标,对精密球超精密加工技术的发展趋势进行预测。     

非球面曲面的超精密加工与测量技术的研究

全面介绍了“九五”重点预研课题——“非球面曲面的超精密加工与测量技术”的研究内容及其成果。其主要研究内容有：非球面曲面的超精密加工系统的研究、非球面曲面的超精密加工工艺的研究、非球面曲面的超精密测量技术的研究。其主要研究成果有：高精度、高刚性高速空气静压主轴技术,高精度、高刚性闭式液体静压导轨技术,超精密车削系统,超精密磨削系统,高性能、开放式数控系统基础集成技术等其它相关技术。     

超精密加工误差补偿技术研究综述

超精密加工技术是高端制造领域的一项关键技术,当前超精密加工已进入纳米尺度,掌握超精密加工误差控制关键技术、保障并提高数控机床的加工精度,已经成为提高加工制造水平的研究热点。系统总结了超精密加工误差补偿技术研究现状及发展趋势,重点介绍了对超精密加工影响最大的几何误差、力诱导误差、热诱导误差及其补偿方法。在此基础上,深入探讨了超精密加工在几何误差分离,切削力、热诱导误差测量与补偿等方面存在的一系列问题,进一步指出超精密加工误差补偿技术还应关注其向高效、高精,通用化,模块化,智能化及柔性化的发展方向。     

端面正弦直纹曲面零件的线切割加工技术

为解决端面正弦直纹曲面的加工难题,提出了利用国产高速走丝电火花线切割机床进行加工的一种方法。依据正弦直纹曲面的形成原理,分析线切割加工的运动方式。通过数控回转台与线切割机床相结合,形成实现加工所需的运动,进行了样件的实验加工,实验结果表明,设计的加工方法合理有效。     

大口径光学元件超精密加工技术与应用

大口径光学元件超精密加工技术是多种学科新技术成果的综合应用,促进了民用和国防等尖端技术领域的发展,在国家大光学工程的推动下,我国的超精密加工技术取得显著的成果。围绕大口径光学元件“高精度磨削＋确定性抛光”超精密加工体系,介绍该领域研究进展及厦门大学微纳米加工与检测联合实验室取得的相关研究成果,主要针对光学元件磨削和抛光两个加工流程,详细分析磨削装备技术、磨削工艺技术、精密检测技术、可控气囊抛光技术、加工环境监控技术和中频误差评价技术等关键技术的研究应用情况。这些技术研究从超精密加工的需求出发,借鉴国内外的研究经验和成果,通过对装备、工艺、检测等各方面整合,形成具有自主知识产权的大口径光学元件磨抛超精密加工体系,从而实现大口径光学元件高精度、低缺陷加工。     

沉孔底面超精密加工工艺研究

沉孔底面是柱塞套高压密封端面的一种新结构形式,精度要求高,无法使用常规平面磨或平面研磨机进行加工,也无法进行平板抛光,加工难度大。对沉孔底面的超精密加工工艺进行了研究,分析了技术要求、加工难点和磨削加工的可行性。在此基础上,形成三种沉孔底面的超精密加工工艺方案,并进行对比,确认了最优的加工工艺方案。