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超精密机床研究现状与展望 被引量：55
1
作者 梁迎春 陈国达 +3 位作者 孙雅洲 陈家轩 陈万群 于楠 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期28-39,共12页
对国内外超精密机床研究现状和进展进行综述,对超精密机床技术发展趋势进行展望,分析我国在超精密机床研究领域存在的主要问题以及与国外的差距,提出我国超精密机床领域基础研究、技术及产业发展策略与对策.
关键词 超精密加工 超精密机床 研究现状 发展趋势 发展对策
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精密仪器用超低频非线性并联隔振系统研究 被引量：28
2
作者 张建卓 李旦 +1 位作者 董申 陈明君 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期69-71,共3页
在分析了负刚度的形成机理基础上 ,设计研制了一种正负刚度并联的新型隔振系统。隔振系统采用负刚度机构在平衡点某一领域内抵消了弹性元件的部分正刚度 ,使隔振系统刚度呈现非线性 ,从而使得隔振系统总刚度趋向于零。经过设计 ,隔振系... 在分析了负刚度的形成机理基础上 ,设计研制了一种正负刚度并联的新型隔振系统。隔振系统采用负刚度机构在平衡点某一领域内抵消了弹性元件的部分正刚度 ,使隔振系统刚度呈现非线性 ,从而使得隔振系统总刚度趋向于零。经过设计 ,隔振系统具有高的支撑刚度和很低的运动刚度。在隔振系统中 ,可通过调节负刚度机构两端的受力情况来降低其固有频率。大量实验结果表明 ,该隔振系统的固有频率从 10 Hz降到 1Hz,从而使得其隔振频带加宽 ,隔振能力显著提高 ,达到了较好的设计效果。 展开更多
关键词 精密仪器 负刚度 非线性 隔振系统
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光学玻璃塑性模式超精密磨削加工的研究 被引量：25
3
作者 陈明君 张飞虎 +1 位作者 董申 李旦 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期460-463,484,共5页
利用超精密磨床磨削加工 6种典型的光学玻璃 ,先从理论上研究了脆性材料脆塑转变的临界值。然后对脆性材料作了大量磨削实验 ,实验结果表明 ,超精密磨削脆性材料时存在着断裂模式、断裂与塑性模式、塑性模式 ,这些模式主要由砂轮磨粒的... 利用超精密磨床磨削加工 6种典型的光学玻璃 ,先从理论上研究了脆性材料脆塑转变的临界值。然后对脆性材料作了大量磨削实验 ,实验结果表明 ,超精密磨削脆性材料时存在着断裂模式、断裂与塑性模式、塑性模式 ,这些模式主要由砂轮磨粒的切削深度进行控制 ,该磨削表面粗糙度与磨粒尺寸的大小、砂轮的进给量及玻璃的材料有关。当光学玻璃在塑性模式磨削时 ,其表面层不会产生任何裂纹缺陷。利用超精密磨床进行磨削加工 ,获得的表面粗糙度 Ra低于 展开更多
关键词 金刚石砂轮 脆塑转变 超精密磨削加工 光学玻璃
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超精密机床模糊轮廓控制技术研究 被引量：8
4
作者 王波 梁迎春 董申 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期830-832,共3页
为解决轮廓控制系统的非线性和时变性所引起的控制系统控制精确度低、鲁棒性差的问题,在建立了基于光学通用方程的非球光学曲面轮廓误差模型的基础上,提出了模糊耦合轮廓误差补偿控制策略.仿真和圆弧轮廓跟踪试验结果表明,这种结构的模... 为解决轮廓控制系统的非线性和时变性所引起的控制系统控制精确度低、鲁棒性差的问题,在建立了基于光学通用方程的非球光学曲面轮廓误差模型的基础上,提出了模糊耦合轮廓误差补偿控制策略.仿真和圆弧轮廓跟踪试验结果表明,这种结构的模糊轮廓控制器可以有效地提高轮廓控制器的鲁棒性,并能大幅度提高轮廓控制精确度. 展开更多
关键词 模糊控制 轮廓控制 交叉耦合 超精密加工
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超精密非球曲面磨削系统中砂轮修整技术的研究 被引量：7
5
作者 陈明君 董申 +1 位作者 张飞虎 梁迎春 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期238-241,共4页
为了磨削加工出高质量的非球曲面器件 ,砂轮的修整是非常重要的一个影响因素。本文首先从理论上分析了砂轮的半径误差对非球曲面器件加工精度的影响。然后设计研制了一套砂轮的电火花修整机构 ,具有结构简单、修整速度快、在位修整等特... 为了磨削加工出高质量的非球曲面器件 ,砂轮的修整是非常重要的一个影响因素。本文首先从理论上分析了砂轮的半径误差对非球曲面器件加工精度的影响。然后设计研制了一套砂轮的电火花修整机构 ,具有结构简单、修整速度快、在位修整等特点 ,修整后的砂轮形状精度很高。最后 ,用修整好的砂轮进行非球曲面的磨削实验 ,结果表明 ,其磨削加工的零件轮廓精度为 0 .3μm ,表面粗糙度Ra 优于 0 .0 1μm . 展开更多
关键词 超精密磨削加工 光学非球曲面 砂轮修整
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超精密车削表面微观形貌的几何建模与仿真研究 被引量：4
6
作者 王洪祥 孙涛 +1 位作者 董申 李旦 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第13期1131-1134,共4页
在综合考虑刀具几何参数、刀具振动和最小切削厚度等因素对已加工表面形貌影响的前提下编写了表面微观形貌的仿真程序 ,在仿真时把一个随机振动信号成功地叠加在理论表面粗糙度中。提出一种建立圆弧刃金刚石车刀超精密车削表面粗糙度模... 在综合考虑刀具几何参数、刀具振动和最小切削厚度等因素对已加工表面形貌影响的前提下编写了表面微观形貌的仿真程序 ,在仿真时把一个随机振动信号成功地叠加在理论表面粗糙度中。提出一种建立圆弧刃金刚石车刀超精密车削表面粗糙度模型的新方法。结果表明 ,仿真得到的表面微观形貌 ,能够比较正确地反映出超精密加工将要获得的表面轮廓。 展开更多
关键词 超精密加工 仿真 表面形貌 表面加工
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超精密机床的主动隔振系统研究 被引量：7
7
作者 王加春 董申 李旦 《振动与冲击》 EI CSCD 2000年第3期54-56,共3页
本文以HCM_I型亚微米超精密车床为研究背景 ,在分析了机床结构与振动的基础上 ,建立了机床主动隔振系统的力学模型。通过几种作动器的性能对比选择了磁致伸缩作动器为执行器。通过反馈控制分析和实验 ,表明 :采用主动隔振可以明显提高... 本文以HCM_I型亚微米超精密车床为研究背景 ,在分析了机床结构与振动的基础上 ,建立了机床主动隔振系统的力学模型。通过几种作动器的性能对比选择了磁致伸缩作动器为执行器。通过反馈控制分析和实验 ,表明 :采用主动隔振可以明显提高机床减振性能 ,尤其对低频隔振效果较好。 展开更多
关键词 超精密机床 振动 主动隔振 磁致伸缩作动器
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微晶玻璃塑性域超精密磨削加工的研究 被引量：3
8
作者 陈明君 张飞虎 董申 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期71-73,80,共4页
本文对微晶玻璃脆性材料的超精密磨削加工作了大量的实验研究。研究结果表明 ,对于微晶玻璃等脆性材料 ,其表面粗糙度主要与砂轮的平均磨粒尺寸、砂轮速度、进给量及磨削深度等因素有关。当采用超精密磨床并在 vs=12 0 0 m/ min、f=0～2... 本文对微晶玻璃脆性材料的超精密磨削加工作了大量的实验研究。研究结果表明 ,对于微晶玻璃等脆性材料 ,其表面粗糙度主要与砂轮的平均磨粒尺寸、砂轮速度、进给量及磨削深度等因素有关。当采用超精密磨床并在 vs=12 0 0 m/ min、f=0～2 0 0μm/ rev、ap=0 .1～ 10μm条件下磨削时 ,只有当金刚石砂轮的平均磨粒尺寸低于 2 0μm,才能在塑性磨削模式下加工出高质量的光滑表面 ,其磨削后的表面粗糙度为 rms:8.0 2 1nm、Ra:6.2 0 0 nm。 展开更多
关键词 微晶玻璃 超精密磨削加工 金刚石砂百分比 塑性域磨削加工
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误差预算在精密与超精密机床中应用的研究概述 被引量：4
9
作者 梁迎春 陈国达 孙雅洲 《制造技术与机床》 北大核心 2014年第2期32-36,共5页
误差预算对精密机械系统优化设计有重要意义,在精密和超精密机床的设计制造中不可或缺。对国内外在该领域的研究进行概述,分别在误差预算的总体流程、组合规则和误差预算应用研究等方面进行展开,最后指出误差预算研究的不足和未来研究... 误差预算对精密机械系统优化设计有重要意义,在精密和超精密机床的设计制造中不可或缺。对国内外在该领域的研究进行概述,分别在误差预算的总体流程、组合规则和误差预算应用研究等方面进行展开,最后指出误差预算研究的不足和未来研究趋势。 展开更多
关键词 综述 误差预算 精密机床 组合规则 动态误差
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超精密机床溜板的模糊-PID振动主动控制研究 被引量：2
10
作者 王加春 李旦 董申 《燕山大学学报》 CAS 2001年第1期57-60,共4页
振动是影响超精密加工质量的关键因素之一,而溜板的横向振动将通过刀架直接影响被加工工件的表面质量。为此,本文提出了溜板的振动主动控制。作动器采用自行研制的主动空气轴承作动器,以实现无摩擦接触,从而实现溜板纵向运动中的横向振... 振动是影响超精密加工质量的关键因素之一,而溜板的横向振动将通过刀架直接影响被加工工件的表面质量。为此,本文提出了溜板的振动主动控制。作动器采用自行研制的主动空气轴承作动器,以实现无摩擦接触,从而实现溜板纵向运动中的横向振动控制。控制采用模糊-PID控制,误差大时,采用模糊控制;误差小时,采用PID控制。实验结果表明,基于主动空气轴承的模糊-PID控制可以有效地减小溜板振动。 展开更多
关键词 超精密机床 溜板 振动主动控制 主动空气轴承 模糊-PID控制
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熔融石英半球谐振子精密磨削工艺研究 被引量：9
11
作者 彭凯 方针 +3 位作者 徐思宇 谭文跃 余波 陈明君 《压电与声光》 CAS 北大核心 2021年第2期294-298,共5页
半球谐振子是高精度半球谐振陀螺的核心部件,特征为熔融石英材料薄壁Ψ型复杂结构件,其加工方法和制造精度是制约陀螺性能和产量提升的技术瓶颈。为解决石英谐振子异形复杂球面加工难题,从工程应用出发综合考虑了谐振子加工参数要求,分... 半球谐振子是高精度半球谐振陀螺的核心部件,特征为熔融石英材料薄壁Ψ型复杂结构件,其加工方法和制造精度是制约陀螺性能和产量提升的技术瓶颈。为解决石英谐振子异形复杂球面加工难题,从工程应用出发综合考虑了谐振子加工参数要求,分析探讨了谐振子球面加工涉及的球面展成、轨迹磨削、磁流变抛光等工艺方法及技术可行性,提出了采用小直径球形砂轮的全包络轨迹磨削加工方法。研究结果表明,满足工程使用需求的谐振子加工后,内外球面圆度小于3μm,同心度小于2μm,表面粗糙度小于0.2μm,品质因数Q>1×10^(7),显著提高了半球谐振陀螺随机漂移精度。 展开更多
关键词 熔融石英材料 半球谐振子 球面展成磨削 全包络轨迹磨削 品质因数Q值
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基于PMAC的超精密磨床开放式数控系统的研究 被引量：2
12
作者 董秋艳 郭兵 +1 位作者 韩成顺 赵清亮 《机床与液压》 北大核心 2014年第7期75-78,共4页
根据超精密磨床的结构特点和功能需求,分析了基于PMAC的开放式数控系统的硬件结构,软件组成及软件开发的关键技术;利用Visual C++6.0,采用模块化设计思想开发了超精密磨床的数控系统软件,并对软件模块的功能和实现方法进行了较为深入的... 根据超精密磨床的结构特点和功能需求,分析了基于PMAC的开放式数控系统的硬件结构,软件组成及软件开发的关键技术;利用Visual C++6.0,采用模块化设计思想开发了超精密磨床的数控系统软件,并对软件模块的功能和实现方法进行了较为深入的探讨,试验结果表明:该数控系统的功能齐全,可以满足超精密磨床的要求。 展开更多
关键词 开放式数控系统 PMAC 超精密磨床 VC++6 0
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应用AFM研究单晶硅、锗的超精密车削表面微观形貌 被引量：3
13
作者 韩红玉 董申 赵奕 《工具技术》 EI 北大核心 2000年第2期22-25,共4页
单晶硅、锗的超精密车削表面存在明暗相间的分布特征。本文主要对该现象的产生原因进行了研究,认为车削过程中垂直解理面的切削分力的连续变化是产生这种分布特征的主要因素。
关键词 超精密车削 单晶硅 单晶锗 AFM 表面形貌
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超精密加工中铣削力波形的数字滤波研究
14
作者 董斌 王义龙 +1 位作者 赵清亮 王青 《工具技术》 2010年第2期16-19,共4页
在简要介绍超精密铣削加工试验系统的基础上,详细介绍了利用MATLAB中的sptool工具箱设计FIR低通数字滤波器的过程。对铣削力波形的滤波结果进行分析,得出滤波器的幅频参数对滤波效果的影响规律,并给出数字滤波器的设计原则。
关键词 铣削力 数字滤波 MATLAB
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微细加工中的微型铣床、微刀具磨损及切削力的实验研究 被引量：27
15
作者 赵岩 梁迎春 +3 位作者 白清顺 王波 孙雅洲 陈明君 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期894-902,共9页
由于微机电系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)在微小零件加工中存在不足,微细铣削加工作为一项补充技术正在日益受到人们的重视。介绍了研制的微型精密三轴联动立式铣床(300 mm×300 mm×290 mm)的系统构成,开发了中... 由于微机电系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)在微小零件加工中存在不足,微细铣削加工作为一项补充技术正在日益受到人们的重视。介绍了研制的微型精密三轴联动立式铣床(300 mm×300 mm×290 mm)的系统构成,开发了中文控制软件并集成了视频采集系统,此设备在薄膜型工件(膜厚65μm)的微槽加工中取得了满意的效果(膜厚方向上材料去除率90.7%,成品率大于80%)。对微径端铣刀进行了力学特性分析,并通过刀具磨损试验分析了微径硬质合金TiA1N涂层及非涂层铣刀的磨损机理。最后通过槽铣硬铝2A12的试验研究了切削用量(主轴转速、背吃刀量和每齿进给量)对微细铣削力的影响,为微细铣削切削机理的深入研究奠定了基础。 展开更多
关键词 微细铣削 微型铣床 刀具磨损 切削力
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靶丸表面轮廓形貌AFM精密测量及特性评价 被引量：15
16
作者 赵学森 孙涛 +2 位作者 高党忠 唐永建 董申 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1847-1851,共5页
建立了由改造的原子力显微镜(AFM)、精密回转气浮轴系、辅助转位轴系等组成的靶丸表面形貌精密测量系统,气浮轴系的回转精度达0.049μm,实现了对激光核聚变靶丸3个正交方向上完整圆周迹线的测量.对选定靶丸的测量数据进行了球度、表面... 建立了由改造的原子力显微镜(AFM)、精密回转气浮轴系、辅助转位轴系等组成的靶丸表面形貌精密测量系统,气浮轴系的回转精度达0.049μm,实现了对激光核聚变靶丸3个正交方向上完整圆周迹线的测量.对选定靶丸的测量数据进行了球度、表面粗糙度及功率谱分析.结果表明:其球度值为0.42μm;模数范围为2～10,11～50,51～100及101～1 000对应的表面粗糙度值平均为105.7,12.2,6.2,18.25nm;并得出了平均1维功率谱-模数关系曲线. 展开更多
关键词 ICF靶丸 AFM 球度 表面粗糙度 功率谱 精密回转主轴系 辅助转位轴系
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机械振动主动控制技术的研究现状和发展综述 被引量：47
17
作者 王加春 李旦 董申 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期156-160,共5页
重点介绍振动主动控制技术在机械工程领域的应用。整机的振动主动控制和转子的振动主动控制是该领域的两个主要方面。在简单介绍振动主动控制原理和常用的传感器与作动器的基础上 ,概述了整机振动主动控制的发展情况 ,较系统地总结了转... 重点介绍振动主动控制技术在机械工程领域的应用。整机的振动主动控制和转子的振动主动控制是该领域的两个主要方面。在简单介绍振动主动控制原理和常用的传感器与作动器的基础上 ,概述了整机振动主动控制的发展情况 ,较系统地总结了转子常用的控制技术 ,并综述了主动控制常用的控制方法 ,同时简要介绍了振动主动控制在机械工程领域其他方面的应用情况。对微幅振动主动控制亦作了介绍。最后 。 展开更多
关键词 机械振动 主动控制 高速转子 控制方法
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KDP晶体单点金刚石切削脆塑转变机理的研究 被引量：21
18
作者 王景贺 陈明君 +1 位作者 董申 张龙江 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期67-70,88,共5页
加工超光滑表面的KDP晶体是现代超精密加工技术领域的重点研究课题。实验采用维氏压痕法研究KDP晶体脆性材料(001)面不同晶向的硬度、断裂韧性的变化规律。通过建立KDP晶体脆塑转变临界切削厚度模型,研究了KDP晶体金刚石切削脆塑转变机... 加工超光滑表面的KDP晶体是现代超精密加工技术领域的重点研究课题。实验采用维氏压痕法研究KDP晶体脆性材料(001)面不同晶向的硬度、断裂韧性的变化规律。通过建立KDP晶体脆塑转变临界切削厚度模型,研究了KDP晶体金刚石切削脆塑转变机理。结果表明,脆塑转变临界最小切削厚度出现在断裂韧性最小而硬度最大的[110]方向;脆塑转变临界切削最大厚度出现在断裂韧性最大而硬度最小的[001]方向。并利用超精密机床加工了KDP晶体,加工结果与理论推导结论相符合,在[001]方向加工出表面粗糙度为7.5nm(RMS)的超光滑表面。 展开更多
关键词 KDP晶体 金刚石切削 超精密加工 断裂韧性
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欧拉压杆在超低频垂直隔振系统中的应用研究 被引量：13
19
作者 张建卓 李旦 +1 位作者 董申 陈明君 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期237-241,共5页
研制一种新型超低频垂直隔振系统。该隔振系统采用欧拉压杆作为负载弹簧 ,使隔振系统的被隔振质量与负载弹簧质量之比达到最大 ,显著地提高隔振系统产生内共振的频率 ;导出欧拉压杆力学特性及以欧拉压杆为弹性元件的隔振系统固有频率表... 研制一种新型超低频垂直隔振系统。该隔振系统采用欧拉压杆作为负载弹簧 ,使隔振系统的被隔振质量与负载弹簧质量之比达到最大 ,显著地提高隔振系统产生内共振的频率 ;导出欧拉压杆力学特性及以欧拉压杆为弹性元件的隔振系统固有频率表达式 ;在平衡位置处采用负刚度弹簧与欧拉压杆弹簧并联 ,使隔振系统的刚度在平衡点趋向于零 ,可显著降低系统固有频率 。 展开更多
关键词 欧拉压杆 隔振 内共振频率 负刚度弹簧
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金刚石车削表面微观形貌形成机理的研究 被引量：11
20
作者 王洪祥 董小瑛 董申 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期509-512,517,共5页
为了在超精密加工前预测并控制表面粗糙度 ,提出一种建立圆弧刃车刀金刚石车削表面微观形貌的几何模型的新方法 ,开发并编写了表面微观形貌的仿真程序 ,在程序中考虑了刀具几何参数、振动和最小切削厚度对已加工表面特性的影响 .通过理... 为了在超精密加工前预测并控制表面粗糙度 ,提出一种建立圆弧刃车刀金刚石车削表面微观形貌的几何模型的新方法 ,开发并编写了表面微观形貌的仿真程序 ,在程序中考虑了刀具几何参数、振动和最小切削厚度对已加工表面特性的影响 .通过理论分析和试验研究确定了最小切削厚度与切削刃钝圆半径之间的关系 ,分析了影响已加工表面粗糙度的若干因素 ,并在仿真生成的表面微观形貌中成功地加入了随机振动信号 .大量切削试验是在自行研制的亚微米CNC超精密机床上进行的 .结果表明 :利用所建立的表面微观形貌几何模型 。 展开更多
关键词 表面微观形貌 形成机理 金刚石车削 金刚石刀具 表面粗糙度 超精密加工 机械加工
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