导　　师： 王素娟

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： 微透镜阵列作为一种光学微结构,具有单元尺寸小、质量轻、集成度高等优点,可应用于许多新型光学系统中,实现传统透镜无法实现的新功能,在照明、传感、成像、光通讯等领域具有广泛的应用。因此,近年来国内外许多研究机构在微透镜阵列的结构设计和加工技术等方面的研究投入了大量的资金和人力。采用超精密机械方法加工微透镜阵列具有精度可控性强、尺寸一致性高、加工尺寸达到微米级等特点,慢刀伺服车削是加工微透镜阵列的重要方法之一。本课题主要进行慢刀伺服车削方法加工微透镜阵列的误差分析和刀具路径优化的研究,并通过实验进行验证。主要研究内容如下:(1)针对不同分布模式的微透镜阵列建立数学描述方法,分析金刚石刀具走刀方式和刀位点离散方法对慢刀伺服车削微透镜阵列表面质量的影响,选择螺旋走刀方式和优化的等弧长离散方法生成刀具路径。通过分析微透镜阵列加工时每条刀具路径是否产生有效切削,建立刀具路径有效性判断方法。并通过去除无效的刀具路径实现刀具路径的优化,在保证加工质量的前提下提高加工效率。(2)研究车削加工平面和圆弧面时刀具刀尖圆弧半径对其加工表面质量的影响规律。基于已有的慢刀伺服车削微透镜阵列研究基础,引入圆弧面车削时刀尖圆弧半径对表面质量的影响规律,进一步分析刀尖圆弧半径和材料性能对其表面生成的影响,建立微透镜表面形貌仿真模型。(3)基于以上理论研究,利用Matlab实现慢刀伺服车削微透镜阵列表面形貌仿真和刀具路径优化算法,集成Bruker Wyko Vision软件,建立超精密车削加工表面仿真与评价的软件系统。该集成系统为超精密慢刀伺服车削加工提供刀具路径生成与优化、加工时间预测、表面形貌仿真、表面质量预测、精度评价和分析等功能。采用实验的方法,验证理论研究和集成系统,并建立环形分布模式的微透镜阵列慢刀伺服车削加工形状误差和表面粗糙度分布模式。本论文研究的刀具路径优化、刀尖圆弧半径对加工表面质量的影响规律和集成系统开发为超精密慢刀伺服车削微透镜阵列提供了高效的刀具路径、刀尖圆弧半径的选择原则和多功能的表面仿真与评价系统。更多还原

关 键 词： [3863332]微透镜阵列 慢刀伺服车削 刀具路径规划 表面形貌仿真

分 类 号： [TG51]

领　　域： []