光學(xué)微結(jié)構(gòu)飛刀加工自動(dòng)數(shù)控編程與表面質(zhì)量預(yù)測(cè)的研究

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1、分類號(hào)：UDC：密級(jí)：學(xué)校代號(hào)：11845學(xué)號(hào)：2111101041廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文(工學(xué)碩士)光學(xué)微結(jié)構(gòu)飛刀加工自動(dòng)數(shù)控編程與表面質(zhì)量預(yù)測(cè)的研究焦洋洋指導(dǎo)教師姓名、職稱：割理麴援副導(dǎo)師姓名、職稱：王塞妲耋垣學(xué)科(專業(yè))或領(lǐng)域名稱：扭越工貍學(xué)生所屬學(xué)院：扭電工程堂院論文答辯日期：2Q!壘生墨旦至墾旦ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceAninvestigationongeneratingNCprogramandpredIcti

2、ngsurtaceroughnessInfly-cuttinq一-一micro．structuresMasterCandidate：JiaoYangyangSupervisor：Prof．LiuQiangMay2014SchoolofElectro—mechanicalEngineeringGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou，Guangdong。P．R．China。510006摘要光學(xué)微結(jié)構(gòu)元件作為光電產(chǎn)品和光通訊產(chǎn)品不可或缺的關(guān)鍵零部件，已在航天、信息等領(lǐng)域獲得了十分廣泛的應(yīng)用。微結(jié)構(gòu)功能表面的高精度、高效率和低成本加工制造引起了世界各國(guó)

3、廣泛的關(guān)注和研究。光學(xué)微結(jié)構(gòu)元件通常是利用特種加工方法如光刻、微細(xì)電解等進(jìn)行加工，工藝過程復(fù)雜，效率低，成本高，限制了光學(xué)微結(jié)構(gòu)元件的應(yīng)用。采用單點(diǎn)金剛石飛刀加工可以直接加工出具有納米級(jí)的表面粗糙度和亞微米級(jí)形狀精度的光學(xué)微結(jié)構(gòu)元件而不需要后續(xù)處理。本文以單點(diǎn)金剛石飛刀加工微V溝槽為研究對(duì)象，以得到飛刀加工V溝槽數(shù)控代碼自動(dòng)生成系統(tǒng)為目的，主要做了如下工作：根據(jù)金剛石飛刀切削的加工特點(diǎn)，基于對(duì)表面殘留高度誤差的考慮以及對(duì)走刀方式的選擇，并針對(duì)V溝槽類元件計(jì)算得到刀觸點(diǎn)數(shù)據(jù)和刀位點(diǎn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過后置處理得到刀具軌跡，并通過仿真模塊驗(yàn)證刀具軌跡的正確性?；谇邢鲄?shù)對(duì)光學(xué)微結(jié)構(gòu)元件表面質(zhì)量影響

4、的研究，在PrecitechFreeform705五軸超精密加工機(jī)床上進(jìn)行切削實(shí)驗(yàn)，分析主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量、切削深度對(duì)表面粗糙度的影響，優(yōu)化工藝參數(shù)，以獲得良好的加工效果，為形成一種新型的高質(zhì)量、高效率、低成本的微結(jié)構(gòu)功能表面的超精密加工工藝方法積累經(jīng)驗(yàn)。利用多元線性回歸分析的方法建立表面粗糙度預(yù)測(cè)模型，達(dá)到在加工前設(shè)計(jì)、預(yù)測(cè)和控制表面粗糙度的目的。針對(duì)超精密飛刀加工V溝槽，使用VisualC++開發(fā)一體化集成系統(tǒng)平臺(tái)，其功能包括：溝槽設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，零件建模，數(shù)控代碼生成，加工仿真及表面粗糙度預(yù)測(cè)等。實(shí)現(xiàn)了飛刀加工微溝槽數(shù)控代碼的自動(dòng)生成及刀具軌跡的仿真，驗(yàn)證了系統(tǒng)的穩(wěn)定與高效、數(shù)控代

5、碼的正確性及表面粗糙度預(yù)測(cè)的有效性，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。關(guān)鍵詞：光學(xué)微結(jié)構(gòu)：V溝槽；飛刀加工；參數(shù)優(yōu)化；仿真廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,micro—structures，whichhasbecomekeypartsofPhotoelectricityandOpticalcommunication，hasbeenwidespreadinmanyfields，suchascommunications，aerospace，electronicsandSOon．Thehighprecision，highe

6、fficiencyandlowcostmanufacturingofmicrostructureariseswidespreadconcernandresearchintheworld．ThegeneralmachiningmethodswhichismakinguseofsomespecialmethodssuchasLIGAandmicroEDMprocess，iscomplicated，lowefficiency，andhighcost，whichhasgreatlycircumscribedthewideuseoftheopticalmicrostructures．Ultra-

7、precisionfly—cuttingwithsinglecrystaldiamondcuttingtoolisanemergingmanufacturingtechnologyforthefabricationofmicrostructurewithnano—surfacefinishandsub—micronformaccuracywithouttheneedforanysubsequentpostpolishing．However,th