单点金刚石车削的离心变形误差修正策略

1

作者 薛志鹏 王佳宁 +5 位作者 陈顺发 肖皓维 李明志 刘畅 张雷 李文岩 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第3期291-298,共8页

铝合金反射镜在单点金刚石车削(Single-Point Diamond Turning, SPDT)加工过程中会因高速旋转产生离心变形,导致镜面的加工精度难以满足可见光级光学系统的质量要求。为解决上述问题,仿真分析了高速旋转状态下,反射镜表面存在的离心变... 铝合金反射镜在单点金刚石车削(Single-Point Diamond Turning, SPDT)加工过程中会因高速旋转产生离心变形,导致镜面的加工精度难以满足可见光级光学系统的质量要求。为解决上述问题,仿真分析了高速旋转状态下,反射镜表面存在的离心变形误差大小及形状,并进一步分析了离心变形对反射镜镜面加工的影响过程,提出包括镜体装夹方法以及轨迹修正方法的离心变形误差修正策略;针对300 mm口径的铝合金反射镜进行车削加工对比试验。反射镜加工精度PV=0.604λ,RMS=0.084λ,相较传统加工方案,RMS值和PV值分别降低了56.02%和58.88%,从而验证了所提出的离心变形误差修正策略能有效控制离心变形形状并实现误差的高效修正,为反射镜高精度加工提供了理论依据和技术支持。 展开更多

关键词 单点金刚石车削 离心变形 误差补偿 光学制造

在线阅读 下载PDF 职称材料

硫系玻璃单点金刚石车削技术的研究进展

2

作者 周鹏 刘永华 +1 位作者 赵华 张加赢 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第4期1237-1245,共9页

硫系玻璃是应用较为广泛且较难加工的红外光学元件。单点金刚石车削加工技术不仅具有较高的加工质量,还能有效避免磨料嵌入光学元件导致面形精度降低,适用于小口径、大批量硫系玻璃镜片的超精密加工。本文介绍了硫系玻璃单点金刚石车削... 硫系玻璃是应用较为广泛且较难加工的红外光学元件。单点金刚石车削加工技术不仅具有较高的加工质量,还能有效避免磨料嵌入光学元件导致面形精度降低,适用于小口径、大批量硫系玻璃镜片的超精密加工。本文介绍了硫系玻璃单点金刚石车削加工的原理和条件,综述了硫系玻璃单点金刚石车削加工过程中机床、刀具、加工工艺等对面形精度和表面光洁度的影响。 展开更多

关键词 硫系玻璃 单点金刚石车削加工 面形精度 表面光洁度 生产效率

在线阅读 下载PDF 职称材料

单点金刚石车削技术的研究 被引量：11

3

作者 李池娟 孙昌峰 +1 位作者 孟凡波 孟小龙 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1341-1343,共3页

介绍了单点金刚石车削原理,分析了单点金刚石车削技术中影响光学零件面形精度和粗糙度的重要技术因素,同时提出了相应的解决方案,并展望了单点金刚石车削技术在光学制造领域的应用前景。

关键词 单点金刚石车削(spdt) 面形精度 表面粗糙度

在线阅读 下载PDF 职称材料

红外晶体等距恒速单点金刚石车削 被引量：9

4

作者 王朋 薛栋柏 +3 位作者 张昊 杨坤 李伟皓 回长顺 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期124-128,共5页

单点金刚石车削技术广泛应用于红外脆性晶体材料光学表面的加工。然而,受车削参数、材料特性、刀具参数等多因素的影响,将会导致车削表面质量的不均匀。为了获得更为均匀优质的表面质量,在分析单点金刚石车削影响因素的基础上,提出了等... 单点金刚石车削技术广泛应用于红外脆性晶体材料光学表面的加工。然而,受车削参数、材料特性、刀具参数等多因素的影响,将会导致车削表面质量的不均匀。为了获得更为均匀优质的表面质量,在分析单点金刚石车削影响因素的基础上,提出了等距恒速的车削方法。详细介绍了等距恒速车削的原理,分析了车削参数的确定过程,得到了等距恒速车削的工件转速和进给速度曲线。最后应用一CVD ZnS材料进行了车削试验,获得了该材料车削最佳的线速度,应用此参数进行车削,得到了均匀优质的车削表面,整体表面粗糙度由Ra=6.4 nm降低到了Ra=4.1 nm。 展开更多

关键词 红外晶体 等距恒速 单点金刚石车削

在线阅读 下载PDF 职称材料

KDP晶体单点金刚石车削表面形貌分形分析 被引量：5

5

作者 庞启龙 陈明君 +1 位作者 王景贺 程凯 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1487-1491,共5页

分别使用2维和3维分形方法对单点金刚石车削加工的KDP晶体表面形貌进行了分析,并对表面的3维分形维数和3维粗糙度表征参数进行了比较,分析了二者对表面形貌表征的差异。使用2维轮廓分形方法计算了KDP晶体表面圆周各方向上的分形维数。... 分别使用2维和3维分形方法对单点金刚石车削加工的KDP晶体表面形貌进行了分析,并对表面的3维分形维数和3维粗糙度表征参数进行了比较,分析了二者对表面形貌表征的差异。使用2维轮廓分形方法计算了KDP晶体表面圆周各方向上的分形维数。通过分析得出:3维分形维数与表面粗糙度值成反比关系;使用单点金刚石车削方法加工KDP晶体会形成各向异性特征明显的已加工表面,在一定程度上容易形成小尺度波纹;已加工表面是否具有明显的小尺度波纹特征与表面粗糙度值并无直接关系,但与其表面轮廓分形状态分布密切相关;KDP晶体表面2维功率谱密度与其分形状态具有相近的方向性特征。 展开更多

关键词 KDP晶体 各向异性 单点金刚石车削 小尺度波纹 3维分形 表面形貌

在线阅读 下载PDF 职称材料

分子动力学在单点金刚石超精密车削机理研究中的应用 被引量：7

6

作者 罗熙淳 梁迎春 +1 位作者 董申 李广慧 《工具技术》 北大核心 2000年第4期3-7,共5页

介绍了分子动力学模拟的基本原理和算法 ,综述了国外应用分子动力学研究单点金刚石超精密车削机理的进展情况 。

关键词 分子动力学 单点金刚石 超精密车削

在线阅读 下载PDF 职称材料

单点金刚石超精密车削快点火靶丸微孔精度控制 被引量：2

7

作者 杜凯 李国 +2 位作者 童维超 黄燕华 唐永建 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3225-3229,共5页

研究了单点金刚石超精密车削技术(SPDT)加工靶丸微孔中的精度控制方法,建立了靶丸微孔加工误差的仿真模型,并理论分析了不同误差因素对微孔尺寸误差的影响规律;根据误差分析结果提出了基于刀具阶梯进给运动方式的微孔精度控制方法,用以... 研究了单点金刚石超精密车削技术(SPDT)加工靶丸微孔中的精度控制方法,建立了靶丸微孔加工误差的仿真模型,并理论分析了不同误差因素对微孔尺寸误差的影响规律;根据误差分析结果提出了基于刀具阶梯进给运动方式的微孔精度控制方法,用以控制靶丸微孔精度;在单点金刚石超精密车床上进行了辉光放电聚合物(GDP)靶丸微孔的车削实验,实验结果表明:采用该精度控制方法,靶丸微孔尺寸误差和圆度误差分别降低了70.7%和87.5%,实验结果表明了所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 靶丸 阶梯进给 单点金刚石超精密车削 误差分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

单点金刚石车削表面粗糙度的研究 被引量：6

8

作者 陈俊云 赵清亮 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1013-1019,共7页

为了进一步研究单点金刚石车削加工所获得的工件表面粗糙度,在前人工作的基础上,详细阐述了现有的具有代表性的单点金刚石车削表面粗糙度的研究方法及其优缺点,主要包括基于切削理论的方法、谱分析方法和人工智能方法.研究表明,最有前... 为了进一步研究单点金刚石车削加工所获得的工件表面粗糙度,在前人工作的基础上,详细阐述了现有的具有代表性的单点金刚石车削表面粗糙度的研究方法及其优缺点,主要包括基于切削理论的方法、谱分析方法和人工智能方法.研究表明,最有前途的方法是将上述几种方法结合起来,以发挥各自的优点. 展开更多

关键词 表面粗糙度 单点金刚石车削 理论模型 谱分析 人工智能

在线阅读 下载PDF 职称材料

单点金刚石车削刀痕的螺旋正弦轨迹气囊抛光去除 被引量：2

9

作者 王朋 张昊 +2 位作者 贾亚鹏 杨坤 李伟皓 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期181-186,共6页

单点金刚石车削技术已经广泛应用于高精度光学表面的制造,然而其残留在被加工表面的微纳织构将会影响部分光学系统的性能,需要光滑去除。文中对单点金刚石车削刀痕的抛光去除技术进行了研究,发现抛光方向与刀痕垂直时刀痕去除效率最高... 单点金刚石车削技术已经广泛应用于高精度光学表面的制造,然而其残留在被加工表面的微纳织构将会影响部分光学系统的性能,需要光滑去除。文中对单点金刚石车削刀痕的抛光去除技术进行了研究,发现抛光方向与刀痕垂直时刀痕去除效率最高。基于此,提出了一种螺旋正弦抛光运动轨迹,介绍了螺旋正弦运动轨迹的设计原则,并应用气囊抛光的方式与螺旋式和光栅式运动轨迹进行了对比抛光实验,证明此运动轨迹下微纳织构的改善效果明显优于其他两种方式。最后应用螺旋正弦运动轨迹对一锗材料单点金刚石车削非球面进行了抛光光滑处理,在保持了面形精度的前提下,表面糙度Ra由1.28 nm降低到0.4 nm,规律性微纳刀痕变为随机织构,达到了表面织构改善的目的。 展开更多

关键词 单点金刚石车削刀痕 螺旋正弦轨迹 气囊抛光 去除

在线阅读 下载PDF 职称材料

单点金刚石车削的工艺参数对表面粗糙度影响的实验研究 被引量：5

10

作者 王毅 余景池 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2011年第7期83-86,共4页

超精密车削中单点金刚石刀具切削参数的设置非常重要,这不仅关系到金刚石刀具的使用寿命,而且对于提高车削效率以及得到更好的工件表面车削质量都有着深远的意义。文章着眼于实验,首先对超精密车削中切削量、刀尖圆弧半径、进给量和主... 超精密车削中单点金刚石刀具切削参数的设置非常重要,这不仅关系到金刚石刀具的使用寿命,而且对于提高车削效率以及得到更好的工件表面车削质量都有着深远的意义。文章着眼于实验,首先对超精密车削中切削量、刀尖圆弧半径、进给量和主轴转速对表面微观形貌的影响进行了实验研究。然后对实验的数据结果进行了系统的归纳整理,最后分析了这些影响所产生的原因。根据实验的研究及分析的结果,可得到超精密加工切削参数的优化组合,为提高实际车削后工件的表面粗糙度提供了依据。 展开更多

关键词 单点金刚石车削 工艺参数 表面粗糙度

在线阅读 下载PDF 职称材料

微透镜阵列单点金刚石车削补偿技术 被引量：11

11

作者 王之岳 陈灶灶 +1 位作者 朱利民 张鑫泉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期813-820,共8页

为了提高微透镜阵列单点金刚石车削的加工精度与一致性,提出了加工误差的理论模型,并针对其补偿方法进行了理论分析和实验研究。将微透镜阵列加工等效为自由曲面加工,通过建立单点金刚石慢刀伺服切削模型,计算了理论曲面在每一个切削点... 为了提高微透镜阵列单点金刚石车削的加工精度与一致性,提出了加工误差的理论模型,并针对其补偿方法进行了理论分析和实验研究。将微透镜阵列加工等效为自由曲面加工,通过建立单点金刚石慢刀伺服切削模型,计算了理论曲面在每一个切削点处沿切削方向的曲率半径;结合刀具等效倾斜角模型和机床加工时延模型,进一步得到了慢刀伺服切削微透镜阵列误差面形的理论预测值。然后,使用原位测量设备测量处理得到实际加工误差,将面形误差理论值与实际加工误差测量值比较,并将面形误差理论值预补偿到加工程序中。实验结果表明,面形误差理论值与实际加工误差测量值具有一致性,两者偏差在[-0.7μm,0.3μm];补偿加工后微透镜阵列的PV值从5.4μm降低到0.6μm。所提出的微透镜阵列的单点金刚石车削加工与补偿方法能够预测误差面形,显著提升面形精度与一致性。 展开更多

关键词 超精密加工 微透镜阵列 单点金刚石车削 慢刀伺服 原位测量 加工补偿

在线阅读 下载PDF 职称材料

单点金刚石切削技术在ICF靶制备中的应用 被引量：8

12

作者 谢军 黄燕华 +1 位作者 吴卫东 唐永建 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期274-277,共4页

单点金刚石切削(SPDT)技术是上世纪80年代以来国际上推广应用的一项新技术,是实现超精密加工的有效技术途径。本文阐述了SPDT技术的原理、特点以及在ICF靶制备中的应用,包括腔体的制备、异形靶零件的制备以及泡沫车削加工等。

关键词 靶制备 ICF 切削技术 单点金刚石切削 超精密加工 推广应用 80年代 技术途径 spdt 车削加工

在线阅读 下载PDF 职称材料

微圆弧金刚石刀具车削锗单晶衍射元件 被引量：12

13

作者 李军琪 张云龙 +4 位作者 苏军 汪志斌 郭小岗 宗文俊 张磊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期3053-3058,共6页

锗单晶衍射光学元件具有特有的色散和温度特性,在红外光学领域,具有广阔的应用前景。衍射元件必须同时满足光学镜面及相位转变点的要求,采用微圆弧金刚石单点车削是解决这一途径的主要方法之一,但采用微圆弧刀具加工时,要求同时满足粗... 锗单晶衍射光学元件具有特有的色散和温度特性,在红外光学领域,具有广阔的应用前景。衍射元件必须同时满足光学镜面及相位转变点的要求,采用微圆弧金刚石单点车削是解决这一途径的主要方法之一,但采用微圆弧刀具加工时,要求同时满足粗糙度和相位突变点是加工衍射元件的难点,因此,研究微圆弧金刚石刀具车削锗单晶衍射元件具有重大意义。基于DEFORM 3D切削仿真软件,对金刚石刀具车削锗单晶材料进行了仿真分析,分析了切削参数、刀具参数对锗单晶材料粗糙度的影响,并依据仿真试验结果优选切削参数以及刀具参数进行试验,R0.1mm微圆弧刀具车削单晶材料粗糙度达到4 nm。 展开更多

关键词 单点金刚石车削 切削仿真 衍射光学元件 表面粗糙度

在线阅读 下载PDF 职称材料

单点金刚石机床及其在光学工程领域的应用 被引量：12

14

作者 巩岩 赵磊 《中国光学》 EI CAS 2011年第6期537-545,共9页

介绍了单点金刚石车床概念,总结回顾了单点金刚石车床在国防和商业领域内的发展状况,给出了目前商用单点金刚石车床的典型产品。对单点金刚石车床的关键零部件和核心技术,如空气静压主轴、液压导轨、直流电机、对刀装置、误差补偿和自... 介绍了单点金刚石车床概念,总结回顾了单点金刚石车床在国防和商业领域内的发展状况,给出了目前商用单点金刚石车床的典型产品。对单点金刚石车床的关键零部件和核心技术,如空气静压主轴、液压导轨、直流电机、对刀装置、误差补偿和自适应控制等进行了分析。最后,介绍了适宜单点金刚石车削加工的材料,分析了快刀伺服和慢刀伺服在光学元件中的应用以及所加工的光学元件在国防和商用光电产品中的应用,并以主次镜望远镜系统和精密光学系统无调整装配为例,说明了单点金刚石车削在光电产品中的重要作用。 展开更多

关键词 超精密机床 单点金刚石车削 光学元件

在线阅读 下载PDF 职称材料

金刚石车削在红外衍射光学元件加工中的应用 被引量：10

15

作者 刘庆京 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期107-109,共3页

衍射光学元件 (DOE)技术的发展和应用极大地改变了传统光学设计和制造方法。尤其在红外光学系统中 ,由于谱段的优势 ,折衍射混合式光学元件的应用得以快速推广。

关键词 衍射光学元件 折衍射混合 金刚石单点车削 DOE 红外光学系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于表面粗糙度和反射率多目标优化的6061铝合金超精密车削工艺研究 被引量：1

16

作者 王光余 靳刚 +4 位作者 李占杰 谭辉 詹奇云 林怀鑫 王晓然 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期193-206,共14页

目的探究工艺参数对6061铝合金滚压件超精密车削性能的影响,对工件超精密车削加工表面粗糙度和表面光学反射率进行协同优化研究。方法首先,对6061铝合金材料表面进行单向超声振动滚压以提高工件表面质量。其次,设计了四因素四水平的超... 目的探究工艺参数对6061铝合金滚压件超精密车削性能的影响,对工件超精密车削加工表面粗糙度和表面光学反射率进行协同优化研究。方法首先,对6061铝合金材料表面进行单向超声振动滚压以提高工件表面质量。其次,设计了四因素四水平的超精密车削正交试验,研究了切削工艺参数(主轴转速、进给速度、背吃刀量、刀尖半径)对6061铝合金滚压件表面粗糙度及表面光学反射率的影响规律。最后,采用灰色关联分析方法,将多个工艺目标参数优化问题转化为单目标的灰色关联度优化问题,通过超精密车削试验对优化结果进行验证。结果主轴转速对表面粗糙度Ra和Sa的影响最显著,其次是刀尖半径和背吃刀量,进给速度的影响最小;工艺参数对可见光波段和中红外光波段反射率的影响程度与表面粗糙度一致,各参数按对近红外光波段反射率影响程度由大到小的顺序依次为背吃刀量、刀尖半径、进给速度、主轴转速;通过灰色关联分析获得优化工艺参数组合为主轴转速3000 r/min、进给速度10 mm/min、背吃刀量5μm、刀尖半径0.5 mm,此时对应的表面粗糙度R_(a)和S_(a)分别为2.162 nm和7.855 nm,可见光、近红外光、中红外光波段反射率分别为88.892%、88.893%、97.788%。结论通过优化结果能够有效降低表面粗糙度、提升表面光学反射率,对制造高水平金属反射镜具有十分重要的现实意义和研究价值。 展开更多

关键词 单点金刚石车削 6061铝合金 正交试验 表面粗糙度 表面光学反射率 灰色关联分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

自由曲面慢刀伺服车削及刀具参数确定方法 被引量：4

17

作者 关朝亮 陈燕生 彭文强 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期102-106,共5页

自由曲面光学元件具有优越的光学性能,在现代光学系统中得到越来越广泛的应用。慢刀伺服是单点金刚石车削自由曲面的新技术。由于自由曲面面形的复杂性以及慢刀伺服车削技术的特殊性,刀具与工件的相对位置关系也更加复杂,必须对刀具与... 自由曲面光学元件具有优越的光学性能,在现代光学系统中得到越来越广泛的应用。慢刀伺服是单点金刚石车削自由曲面的新技术。由于自由曲面面形的复杂性以及慢刀伺服车削技术的特殊性,刀具与工件的相对位置关系也更加复杂,必须对刀具与工件表面的相对几何关系深入研究,从而确定合适的刀具参数。从原理上对慢刀伺服车削技术的特殊性进行了分析。分别基于过轴心截面曲线特性和基于NURBS曲面整体特性研究了刀具参数确定方法。以正弦阵列表面工件为例,验证了这两种分析方法。 展开更多

关键词 单点金刚石车削 慢刀伺服 自由曲面 刀具参数

在线阅读 下载PDF 职称材料

衍射光学元件车削误差控制技术 被引量：3

18

作者 黄岳田 范斌 +3 位作者 李世杰 梁海锋 蔡长龙 刘卫国 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期209-217,共9页

衍射光学元件在光学系统中的应用越来越广泛,对衍射结构的加工质量提出了更高的要求。单点金刚石车削可直接加工出高精度衍射微结构表面,但衍射结构的位置误差和表面质量对其光学性能有较大影响。为了提高衍射光学元件的性能,需要精确... 衍射光学元件在光学系统中的应用越来越广泛,对衍射结构的加工质量提出了更高的要求。单点金刚石车削可直接加工出高精度衍射微结构表面,但衍射结构的位置误差和表面质量对其光学性能有较大影响。为了提高衍射光学元件的性能,需要精确控制其车削误差。基于此,分析了影响衍射元件加工质量的因素,建立了揭示位置误差、衍射面形状和刀具半径之间的关系的数学模型,揭示了衍射带位置精度影响规律。通过补偿加工提升基底表面质量来提高衍射曲面面形精度。结合仿真模型与粗糙度影响参数,指导车削刀具半径的选取。最后,基于仿真结果,选择半径为0.02 mm的半圆弧刀具加工,最终加工的衍射元件面形误差为292 nm,衍射环带位置误差最大为55 nm,高度误差最大为16 nm,粗糙度为5.6 nm。实验结果表明,该预测模型可以指导衍射光学元件高精度表面形貌的获取,有利于提高光学系统的成像质量,为高精度衍射光学元件的批量生产提供了技术支持,具有广泛的工程应用价值。 展开更多

关键词 衍射光学元件 环带位置误差 刀具半径 单点金刚石车削

在线阅读 下载PDF 职称材料

Al6061超精密车削工艺参数与表面质量关联性研究 被引量：1

19

作者 马善意 杨辉 +1 位作者 张彬 赵宏鑫 《机床与液压》 北大核心 2022年第20期64-69,共6页

为提高铝反射镜超精密加工的表面质量,介绍超精密切削的表面质量评价方法和影响表面质量的因素,分析各因素对表面质量的影响机制。采用单一变量法对Al6061进行不同工艺参数的单点金刚石车削实验,通过对比表面粗糙度和功率谱密度,研究各... 为提高铝反射镜超精密加工的表面质量,介绍超精密切削的表面质量评价方法和影响表面质量的因素,分析各因素对表面质量的影响机制。采用单一变量法对Al6061进行不同工艺参数的单点金刚石车削实验,通过对比表面粗糙度和功率谱密度,研究各个工艺参数对表面质量的影响,并得出最佳工艺参数;最终加工出表面粗糙度为4.67 nm的光学表面。 展开更多

关键词 单点金刚石车削 工艺参数 表面质量 功率谱密度

在线阅读 下载PDF 职称材料

端面超精密车削中的面型误差辨识技术研究 被引量：1

20

作者 马善意 杨辉 +2 位作者 赵宏鑫 张彬 滕凯冰 《机床与液压》 北大核心 2022年第21期103-106,共4页

为分析超精密车削过程中典型干扰因素对面型精度的影响机制以及这些干扰因素所造成面型误差的特性,基于国产超精密机床Nanosys600对Al6061进行单点金刚石车削实验。通过切削-面型轮廓测量-面型轮廓滤波-分析的迭代过程,辨识和排查了加... 为分析超精密车削过程中典型干扰因素对面型精度的影响机制以及这些干扰因素所造成面型误差的特性,基于国产超精密机床Nanosys600对Al6061进行单点金刚石车削实验。通过切削-面型轮廓测量-面型轮廓滤波-分析的迭代过程,辨识和排查了加工过程中的误差来源。在进行环境温度调控和更换导轨工作区域后,滤波后的面型轮廓波峰波谷差值由1510 nm降低到203 nm。 展开更多

关键词 面型误差 单点金刚石车削 机床几何误差

在线阅读 下载PDF 职称材料