一、超精工艺参数对表面波纹度的影响（论文文献综述）
陈文征[1]（2021）在《基于油石损耗特性的氮化硅陶瓷轴承超精工艺优化》文中指出
李春俊[2]（2020）在《球轴承套圈沟道成形磨削中金刚石修整滚轮的应用》文中指出轴承是机械装备的重要基础部件,套圈沟道是轴承承受工作负荷的重要表面,其加工质量的好坏将直接影响轴承的寿命和工作性能。球轴承套圈沟道的最终加工是采用磨削加工的方法,在球轴承制造的众多因素中,沟道磨削技术水平是提高轴承产品质量的关键技术。球轴承套圈沟道磨削主要是采用成形磨削法,沟道磨削用成形砂轮的型面精度是保证球轴承套圈沟道磨削精度的关键,因此,提高成形砂轮磨削精度问题,首要解决成形砂轮的修整问题。砂轮修整的有效方法很多,目前应用的球轴承套圈沟道成形砂轮修整方法主要有单点金刚石笔修整法和金刚石滚轮修整法。经过对比研究表明金刚石滚轮修整法较单点修整法在成形修整砂轮方面优势明显,特别是在多沟道轴承制造方面。国内由于对金刚石滚轮认知度和制造精度方面的原因在轴承沟道磨削中大部分还采用单点修整法,国外在金刚石滚轮修整方面使用技术已经成熟,广泛在轴承沟道磨削中采用金刚石修整滚轮技术。因此,及时开展金刚石滚轮修整技术在球轴承套圈沟道成形磨削中的应用基础研究非常必要,对提高我国复杂型面球轴承沟道加工技术水平具有重要应用基础理论价值和实际应用意义。本文围绕轴承沟道成形磨削砂轮修整问题,重点研究了球轴承套圈沟道磨削用金刚石修整滚轮制造工艺中的关键技术问题、滚轮的驱动与安装、滚轮修整应用基础工艺参数,并进行修整磨削应用实验,获得了单沟道及多沟道金刚石修整滚轮制造方法及修整工艺参数。具体研究内容和成果如下:1.球轴承套圈沟道成形磨削中的砂轮修整技术概括论述了球轴承套圈的加工工艺流程;通过沟道磨削方法的对比,确定成形切入法磨削球轴承套圈沟道;通过单点修整法和金刚石滚轮修整法技术对比分析,论述了采用金刚石滚轮修整法修整沟道磨削用成形砂轮的优势。2.采用金刚石修整滚轮修整技术成形磨削球轴承沟道研究（1）开展了轴承沟道磨削用高精度金刚石滚轮制造技术研究。项目研究了采用内电镀法制造轴承沟道磨削用金刚石滚轮工艺流程,重点研究了阴模型腔材料的选择、型面加工、金刚石上砂、型面电镀、型面的测量与修磨等主要的关键技术,研制的制造工艺精度能达到微米级,能够满足球轴承沟道磨削砂轮修整技术需求。（2）研制了轴承磨削用金刚石滚轮修整驱动装置。研制了悬臂式前后高精度角接触轴承双支撑金刚石滚轮修整驱动装置,进给机构采用高精度直线滚动导轨、滚珠丝杠驱动,整体驱动器精度达到主轴回转跳动3微米,转速范围03000r/min,最小进给速度0.002微米/秒,达到了高精度滚轮修整驱动装置的水平。（3）开展了轴承沟道金刚石修整滚轮修整工艺参数研究,对速比q、进给速度f、光修转数n等修整工艺参数因素进行了实验研究,确定了在轴承修整中滚轮修整基本工艺参数如下:滚轮修整采用顺向修整法,修整速比q的范围为0.40.7;滚轮的每转进给量应控制在0.5μm以内;滚轮光修转数控制在40转以内。3.金刚石滚轮修整磨削应用实验研究针对球轴承沟道磨削实际应用,采用设计制造的轴承单沟道及双沟道金刚石滚轮,并进行修整磨削应用实验。使用该金刚石滚轮修整的砂轮在实际厂家进行了应用,加工一批试样套圈,经抽检试样检验,检测的试样精度数据表明:尺寸精度都符合要求,尺寸分散度很小,沟半径偏差在5μm之内,沟间距偏差在5μm之内,沟跳动偏差5μm,加工质量稳定性较好,达到了应用厂家的技术要求。应用研究成果表明本研究成果具有很好的工程应用性。
徐巍[3]（2020）在《风电齿轮箱行星架轴承的选型与设计验证》文中认为随着人们对清洁能源的逐渐认可,使得我们对风力发电的认识也来越深入,风力发电的占比也越来越大,风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。风力发电已在全球范围内迅速发展,甚至成为一些国家的主要电力来源。齿轮箱轴承是整个风机设计中不可或缺的关键零部件,其在工作中承受着复杂的载荷,又加上其工作环境较为恶劣,齿轮箱轴承的寿命直接影响着整个风机的寿命,因此提高整个齿轮箱轴承的安全裕度就显得非常有必要。在齿轮箱轴承的整体布置结构中,行星架轴承位于齿轮箱动力的输入端,具有转速低,承载尤其是扭矩值大的特点,由于其安装位置距离传动齿轮较近,在其工作中还需要承受一定的冲击载荷。而且由于行星架轴承作为风电齿轮箱轴承的一个重要的组成部分,其需具有和风机一样的20年使用寿命,又加上风电轴承的高的维修成本,所以对轴承的可靠性和安全裕度都有着严格的要求。本文以某风电齿轮箱客户的行星架轴承为例,根据工况选择合适的轴承类型,通过优化轴承各项关键参数,选择优质的轴承材料,确定轴承的类型,通过计算分析证明设计的合理性,为优化轴承参数提供数据支撑,试验验证轴承设计和制造的合理性,在加工工程中选择合适的工艺,满足设计要求。本文的主要内容包括:（1）根据齿轮箱轴承的发展特点,结合国内外相关研究现状,确定本文要研究的关键内容,根据行星架的受力特点,对该种类型的轴承进行初步的选型。（2）结合某风电齿轮箱厂家的具体的工况需求以及行业中对行星架轴承各种关键指标的限定,确定了轴承的结构和代号;根据轴承基本参数,确定能承受的载荷和合适的游隙,并对滚动体滚动表面和球基面进行设计优化,并且采用优质钢种,达到提高轴承使用寿命的目标。（3）根据齿轮箱轴承的安装布置关系,考虑轴承受力的数学模型,基于传动系统分析软件ROMAX18.0,在建立该齿轮箱整体模型的基础上,分析轴承受力和寿命情况,以便验证轴承参数设计的合理性,并为轴承的优化设计提供理论支撑。（4）本设计选择的轴承为满装圆柱滚子轴承,包括内圈,外圈和滚子,结合轴承的应用特点,对内外圈和滚子的重点工序采用优化设计,保证加工出优质的产品。（5）为了验证设计和制造的合理性,对轴承进行试验验证,通过具体的疲劳和极限加载试验,记录试验过程中轴承的温升以及振动情况,试验后进行成品检测,以分析轴承的设计和制造是否满足要求。
熊瑞亮[4]（2020）在《2024铝合金超精密车削有限元模拟及实验研究》文中研究表明过去的研究表明,工件表面粗糙度和残余应力这两个衡量表面质量的指标对机械零件的使用性能和寿命均会有直接的影响,表面粗糙度的大小会直接影响到零件的摩擦磨损、疲劳强度、传动精度和配合性质;表面残余应力会影响工件的疲劳强度、耐腐蚀性和可靠性从而影响工件的使用寿命。2024铝合金具有优异的综合性能,在航空航天领域得到了广泛的应用,被用来制造各种高负荷的零件和构件,如飞机上的骨架零件、隔框、翼肋和铆钉等零件。经过超精密加工后的零件也可用于精密仪器、核工业等条件要求比较苛刻的领域,这些领域对零件表面质量有很高的要求,既要求极高的精度和较小的表面粗糙度,又要求加工表面残余应力能达到更高的规定要求。目前对2024铝合金的研究主要集中在组织性能影响及材料热处理方面,对其在切削加工及切削参数方面的研究较少。因此本文希望通过研究其超精密车削加工后的表面质量,从而为制备高质量表面铝合金提供借鉴,对其在精密领域的应用也具有重要意义。本文围绕着2024铝合金超精密车削过程的有限元模拟和实验,对表面质量情况进行了相关研究,所做的工作概括如下:1.建立了铝合金金刚石超精密车削有限元仿真模型,对车削过程中的切削力、切削温度的仿真结果进行了分析,初步推测了仿真的可靠性。2.通过建立的仿真模型,研究了切削速度、进给量、切削深度对工件表面残余应力的影响规律,并以低残余应力为目标进行了参数优化。3.进行了超精密车削实验,分析了车削后表面微观形貌及缺陷的成因,并通过单因素实验分析了主轴转速、进给量、切削深度与表面粗糙度之间的关系规律。4.根据车削加工实验获得的表面粗糙度正交实验结果,建立表面粗糙度的预测模型,经过显着性检验和实验对比的验证,确认了预测模型的可靠性。5.对车削实验结束后的试件表面进行了残余应力的检测,验证了有限元仿真的可靠性。
韩艳君[5]（2020）在《确定性抛光路径规划和材料去除优化研究》文中研究说明随着科学技术的发展,国防、航空、航天、医疗、汽车等领域,对包含非球面、自由曲面等复杂曲面的超精密零部件及其制造模具的需求越来越普遍并且要求越来越高。这些超精密表面通常需要研磨后进一步精密抛光来生产,不但要求高的面型精度和较低的表面粗糙度,还要求严格控制中频误差及亚表面损伤。另外,现有的抛光工艺多样、工艺参数繁多且交互影响、材料去除机理复杂等,为提升超精密抛光质量及其确定性带来严峻挑战。抛光质量及其确定性的提升,离不开对抛光去除优化模型、路径生成策略、材料去除理论及确定性规划模型等基础问题的研究。针对抛光在均匀材料去除和面型校正两方面的应用,本文开展了一系列相关研究,包括实现均匀材料去除的物理均匀覆盖路径规划理论、面型校正中基于路径适应性的残余误差优化、抛光中材料卷积去除过程的理论解析、直接进给速度规划模型以及基于路径适应性的机床动态性能优化。本文的研究形成了比较完善的理论体系,对于深刻理解抛光去除过程及提升其确定性,具有重要学术理论价值和工业应用价值。论文的主要研究内容与研究成果如下:（1）在不损害面型精度提升表面质量或去除前序工艺留下的加工痕迹的抛光应用中,控制材料去除的均匀性显得至关重要。鉴于目前面向接触抛光的路径规划方法多是基于几何覆盖的均匀性,缺乏对抛光工具与工件之间的物理接触情况的考虑。本文对考虑物理接触情况的物理均匀覆盖抛光路径规划方法进行了深入研究。提出了抛光带圆及抛光带的概念,分别给出物理均匀覆盖扫描路径和螺旋路径的规划算法,能够简单高效地实现对相邻抛光路径对应抛光带之间的重叠量的主动控制。根据提出的路径规划理论和方法,给定抛光路径,可以得到抛光工具和工件之间的三维接触区域分布图,据此可以对路径的优劣从接触分布情况角度进行评价。进行了对比抛光实验,实验结果证实了所提出的路径在促进均匀材料去除方面的可行性及有效性。（2）在面型校正抛光中,面型误差分布决定了材料去除深度差异,其分布特征往往严重影响面型迭代校正的效果及收敛速度。为此,深入研究了路径间距、材料去除深度对校正抛光后得到的残余误差的影响规律。根据RMS图谱和PV图谱,建立了残余误差RMS值、PV值等关键评价参数与路径间距、材料去除深度的关系模型。提出了基于面型误差分布适应性的路径规划策略。在所提出的策略中,根据获得的关系模型对路径间距进行微调,补偿由于面型误差分布而导致的不同材料去除深度对残余误差的影响。仿真实验表明,提出的策略可以在不影响收敛精度和效率的情况下,显着优化整体残余误差分布,极大降低初始面型误差分布对校正后残余误差分布的影响程度,使抛光表面各区域的残余误差的一致性及均匀性得到显着地提升。（3）基于离散仿真的卷积去除过程,限制了直观地得到抛光工艺参数（路径间距、刀具影响函数、抛光速度、去除深度等）与工艺结果（材料去除轮廓、波纹轮廓及其PV值、RMS值和PSD曲线）之间的关系。本文首次提出并推导了材料卷积去除过程的理论解析模型,直观地揭示它们之间内在联系。这些解析模型的提出为确定性抛光提供了新的见解,为能够更加直观高效地解决相关的正反问题打开新大门。通过射流抛光实验,证实了提出模型的正确性。另外,本文提出采用蒙特卡洛方法对射流抛光刀具影响函数的波动进行建模,研究了刀具影响函数波动情况对抛光结果的影响规律,并对波动后的波纹轮廓进行了有效预测。（4）确定性抛光离不开进给速度的规划,现有的进给速度规划依赖于驻留时间的求解,这为机床动态性能的优化带来困难。本文提出采用混合高斯模型对一般刀具影响函数进行建模,将其表示为一系列单高斯函数的线性叠加。并根据已推导的单高斯卷积去除的理论模型得到一般刀具影响函数对应的理论解析模型。该模型给出了一种可用于校正抛光的直接进给速度规划方法。该方法适合包括高斯和“W”型的多种类型的刀具影响函数。鉴于不同的面型误差分布特征对模型准确性的影响,提出了迭代补偿策略,以获得最佳的速度规划精度。同时,提出路径间距可控的自适应路径理论模型,通过优化进给速度的变化梯度以降低抛光过程中对机床施加的动态应力。仿真和实验表明,本文提出的直接速度规划方法可以有效实现确定性面型校正,并能降低抛光过程中对机床施加的动态应力。
王浩[6]（2020）在《氮化硅全陶瓷球轴承沟道超精研加工机理与试验研究》文中研究指明在航空航天、高档数控机床、高速发动机等诸多尖端装备领域中,轴承扮演着极其重要的角色,轴承运转情况直接影响高端装备的工作性能。以氮化硅陶瓷材料为代表的工程陶瓷材料具有强度高,耐磨损,耐腐蚀等诸多优良特性,使其日渐成为轴承的理想材料。沟道作为滚动轴承的重要工作表面,其表面质量及沟形精度的好坏直接影响陶瓷球轴承的旋转精度和尺寸精度。超精研加工可以大幅度提高沟道表面质量并在一定程度上改善沟道的沟形精度,由于氮化硅陶瓷材料属于硬脆材料,加工难度大,废品率高,因此寻求高效低成本的最佳超精研工艺十分关键。本文以H7009C型氮化硅陶瓷外圈沟道为研究对象,分析氮化硅材料超精研去除机理并通过试验探究合理超精研加工工艺,为实际生产加工提供理论依据,具体研究内容包括:（1）总结归纳了氮化硅陶瓷材料的脆、塑去除机理;通过压痕断裂力学模型以及氮化硅材料最大未变形切削厚度的分析,以及超精研加工前后沟道表面微观形貌的对比,发现沟道表面材料去除量较小,其去除方式以塑性去除为主,伴有少量的脆性去除。（2）开展了氮化硅陶瓷球轴承沟道的超精研加工正交试验。根据试验结果分析总结了不同超精研加工参数在粗超、半精超、精超加工阶段下,对沟道表面粗糙度Ra值及沟形精度Pt值的影响。（3）综合各超精研加工参数对沟道表面粗糙度及沟形精度的影响,得出在现有试验条件下的合理超精研加工参数:粗超阶段下:超精时间6s,工件切线速度350m/min,油石压力0.9N/mm2,长行程摆荡速度1100次/分钟,短行程振荡速度2000次/分钟。精超阶段下:超精时间11s,工件切线速度825m/min,油石压力0.1N/mm2,长行程摆荡速度1000次/分钟,短行程振荡速度700次/分钟。（4）对氮化硅陶瓷球轴承沟道超精研加工过程进行有限元仿真分析,建立了金刚石油石摆动切入式超精研加工的有限元模型。通过改变不同超精研加工参数,分析仿真后的沟道表面应力分布,结合正交试验结果进一步分析超精研加工参数对沟道表面粗糙度和沟形精度的影响。本文通过试验研究和理论分析针对氮化硅全陶瓷球轴承外圈沟道超精研过程进行了详细探究。分析了各个超精研加工参数对陶瓷轴承沟道的质量影响,得到最佳的超精研工艺参数组合。
王东方[7]（2020）在《大口径自由曲面超精密车削关键技术研究》文中指出在空间光学技术和民用光学技术的推动下,自由曲面光学元件,尤其是大口径自由曲面光学元件越来越多地应用到现代空间探测和民用消费领域中。鉴于大口径自由曲面在超精密加工领域中还存在刀具磨损严重、程序数据量过大、加工效率低下等问题,本论文结合慢刀伺服车削技术在自由曲面加工中的优势,研究大口径自由曲面加工过程中的科学问题以及实现满足社会发展需求的高效率、高精度自由曲面车削方法。本论文主要涉及自由曲面加工中的关键技术及其误差分析、刀具几何参数设计、车削路径规划以及车削表面纹理后续处理等关键技术环节。1.自由曲面车削关键技术及加工误差模型现代车床能够完成自由曲面车削任务得益于伺服车削技术的发展。论文首先从机床主轴单元、进给轴单元和机床控制系统等三个方面分析了现代车床伺服车削自由曲面的关键技术。然后,从车削原理、加工设备、金刚石刀具、加工工艺过程等方面分析了大口径自由曲面加工过程中的各种误差源。建立了机床导轨垂直度、刀具轮廓波纹度和刀尖圆弧半径对大口径自由曲面造成的加工面形误差数学模型;定性分析了加工工艺过程中的材料特性、装夹变形、对刀误差以及动平衡误差等因素对加工质量造成的影响,重点分析了机床主轴热变形和刀具热变形对大口径自由曲面面形加工精度的影响程度,并且分别给出相对应的补偿措施。2.自由曲面车削刀具几何参数设计算法自由曲面加工精度与金刚石刀具的几何参数密切相关。刀具的圆弧包角应能包含自由曲面的法向矢量变化范围,否则会造成实际切削轮廓偏离理想轮廓。刀尖圆弧半径应小于自由曲面凹面区域的最大容许半径,否则会造成加工过程中产生“过切”行为。现有的刀具参数求解算法复杂,尤其是在求解最大刀具半径问题上,现有算法采用曲率半径来近似最佳刀尖半径的思路存在一定局限性。本论文采用的NURBS曲线反求算法适用于光学自由曲面加工,应用该算法拟合的NURBS曲线比目前常规算法的拟合精度更高,能够满足刀具几何参数计算。其中采用的最大内接圆求解自由曲面最大容许半径的算法适用于任意自由曲面。该算法综合采用“截面曲线法”的简单特点,同时采用NURBS曲线统一表示截面曲线,既满足算法结构简单、计算效率高的特点,又针对截面曲线采用统一的表达方式,便于计算机编程实现。3.自由曲面车削路径规划车削路径规划是自由曲面车削加工中的关键环节,不但影响着工件加工精度,同时也影响着机床进给轴和主轴的动态响应、跟随误差以及插值误差等因素。目前大口径自由曲面光学零件的车削路径规划算法存在表面误差分布不均匀、程序采样数据点数量大、加工效率低、机床横向进给存在微振动等问题。本论文提出一种新型的自适应慢刀伺服车削路径生成算法。该算法充分考虑了工件的面形特征和加工公差,以及机床的动态响应等因素,以加工公差和机床动态响应为约束条件,以插值面形误差均匀分布为优化目标,建立车削路径与刀位点间距之间的函数关系。理论分析表明,相比于传统等角度策略,自适应车削路径算法的理论插补误差在整个曲面上均匀分布,横向进给量在整个工件表面连续均匀变化,没有出现微振动的情况,且横向进给量整体高于传统车削路径的横向进给量。通过对像散曲面和大口径离轴抛物面的加工实验表明,相对于传统慢刀伺服车削路径编程算法,本算法生成数控程序的控制点数量减少30%-50%左右,加工时间也相应缩短30%-50%左右,其面形加工精度和表面粗糙度与传统车削路径算法得到的结果几乎一样。因此,对于大口径自由曲面加工,本论文提出的自适应刀具路径车削算法在保持加工精度不变的同时,能够有效减少数控程序控制点数量和提高加工效率。4.自由曲面表面车削纹理处理由于刀具磨损等原因造成大口径自由曲面加工后工件表面容易出现色散现象,本论文从分析色散现象产生的原因为研究切入点,从工艺简化和经济成本等角度考虑消除工件表面色散现象的工艺方法,且完成了横向进给量为5μm/r和8μm/r两组车削样件的表面处理工艺试验。实验结果表明本抛光工艺能够有效地消除工件表面周期明显的车削纹理,从而达到消除加工表面色散现象的作用,而且还能够一定程度上降低工件表面粗糙度值。试验也表明该工艺对由工件材料自身造成的表面粗糙度改善效果不明显,因此,选择材质均匀的工件材料是完成高精度自由曲面加工的一个必要前提。论文以上述几个方面作为研究重点,研究了大口径自由曲面超精密车削技术中各个关键技术环节的科学问题。本论文的研究成果对大口径自由曲面加工具有理论指导和技术支撑作用。
程晓[8]（2020）在《天然金刚石刀具机械研磨机理与微铣刀制造关键技术研究》文中进行了进一步梳理目前,在微电子工业、生物医学设备、电子通讯、精密仪器、航空航天等领域,对具有一定形状精度、尺寸精度和表面质量要求的微小型器件和结构的需求突飞猛进。微铣削加工以其加工效率高、能够加工复杂的三维曲面等优点成为加工高精度微小型零件的主要技术之一。为了获得超高加工精度和超光滑加工表面的工件,高精度的金刚石微铣刀是必须具备的条件。金刚石车刀的机械刃磨技术为金刚石微铣刀的制备提供了一定研究基础,但是,金刚石微铣刀在刃磨工艺和高精度装配上存在异于金刚石车刀的问题,这些问题制约了金刚石微铣刀制备技术的发展。本文以单晶金刚石机械研磨相变各向异性为切入点,设计了微铣刀刀头前后刀面定向和固定方法,研究了机械刃磨工艺和装配方法,完成了高精度金刚石微铣刀的制备,具体研究内容如下:利用高分辨率电子显微镜和电子能量损失光谱,从实验角度观察到相变具有各向异性的特征。揭示了金刚石晶体机械研磨相变加工机理,利用分子动力学方法从晶体学角度对不同晶面晶向的单晶金刚石晶体机械研磨机理进行了解释,认为金刚石晶体的机械研磨效率在很大程度上取决于已加工表面和磨屑中sp2杂化碳原子与无定形sp3杂化碳原子的比例,该解释奠定了本课题研究的理论基础。基于低温退火热处理工艺能够明显改善{110}晶面的机械研磨表面力学性能的实验现象,利用分子动力学研究机械研磨后相变层不同碳相物组成及其低温退火的演变规律,包括有序sp2碳原子提取,原子密度变化和退火前后碳原子结构演变图等,发现了{110}晶面在机械研磨后,表面相变层中存在更多的sp2杂化碳原子,其中有序的sp2杂化碳原子数量在低温退火过程中会随热处理时间的增加而逐渐增加。以此为理论基础,提出了单晶金刚石微铣刀前后刀面的晶面定向方法,设计了焊接式和装夹式铣刀头的固定方法,由此制备的金刚石微铣刀不仅提高了刀具刃磨效率,还极大程度的改善了刀具的使用性能。针对焊接式金刚石微铣刀建立“后刀面成刃”的机械刃磨工艺,研究了金刚石磨料粒径、主轴转速、单次进给量、研磨压力、往复运动行程、往复运动频率和摆轴摆速等工艺参数对焊接式金刚石微铣刀微观崩刃、刀刃圆弧波纹度、后刀面表面粗糙度和刃口钝圆半径的影响。采用优选机械刃磨工艺参数刃磨出了无微观崩刃、刃口质量良好的微铣刀刀片。刃磨实验表明,R{100}F{100}定向铣刀片的刀刃圆弧波纹度可达40nm,后刀面表面粗糙度Ra 0.7nm,刃口钝圆半径23.4nm,R{100}F{110}定向铣刀片的刀刃圆弧波纹度达到50nm,后刀面表面粗糙度Ra 1.95nm,刃口钝圆半径29.3nm。针对机械装夹式金刚石微铣刀铣刀片和刀柄精密装配问题,搭建了基于双CCD的正交光学对准系统和具有六自由度微调机构的光学调校平台,实现了金刚石微铣刀铣刀片和刀柄的高精度定位装配。同时,以刀具铣削性能和刀具寿命为目标,分别设计了微铣削实验和刀具磨损实验,为制造高质量的金刚石微铣刀提供了关键技术支持。
刘军辉[9]（2019）在《聚合物光学透镜的精密注塑成型关键技术研究》文中进行了进一步梳理聚合物光学透镜是以高分子聚合物为材料,通过模压、注塑等方式进行成型的光学元件,其中精密注塑成型是使用最为广泛的成型方法。然而,制造精密级的高端聚合物光学透镜,还面临如下难题需要解决:揭示几何精度与光学性能之间的影响规律;提高体积收缩率均衡性,设计精密的模具型腔;引入辅助手段降低透镜双折射,提升其表面微结构精密复制质量;采取智能算法进行多质量目标优化,得到最佳工艺参数组合。对上述关键问题的研究,有助于综合提升聚合物光学透镜的几何精度和光学性能,对高端的聚合物精密光学透镜成型具有重要意义。本文首先研究了聚合物光学透镜表面几何精度与光学性能的关系,之后对精密模具型腔的优化设计方法、注射辅助成型技术和注射工艺参数优化方法展开研究,最后通过一个透镜成型综合实验验证了全文方法的有效性。本文的主要研究工作如下:（1）研究了聚合物非球面光学透镜几何精度与光学性能的关系,通过仿真与实验验证的方法,建立了基于Zernike多项式的面形误差与波前像差精确模型。研究发现,在一定的面形误差RMS值下,对称分布、旋转中心靠近几何中心的面形误差分布形式,其光学性能有更好的表现;在一定的面形误差分布形式下,面形误差RMS值越大,其光学性能表现越差,其中畸变率在相对高度小于0.2的透镜边缘底部对RMS值高度敏感。（2）提出了基于非线性收缩预测的精密模具型腔设计优化方法。采取基于热传导统一模型的控制算法,以全部网格节点体积收缩率的标准差为优化目标,以此为基础在每个节点坐标上进行差异化放大的矩阵运算,最后对变换的节点坐标点云进行精密模具型腔的逆向造型。实验研究发现,相对于均匀放大的传统模具型腔设计方法,非球面光学透镜样品曲面面形最大偏差减小了约56.5%,平均偏差减少了约32%。（3）提出了自动校准功能的压缩优化结构,研究了注射压缩辅助成型的工艺参数对双折射的影响规律,为减小透镜双折射的影响指明方向。另外,为了提高聚合物透镜表面微结构的成型复制质量,设计了一种注射超声辅助成型技术,由于型芯微结构表面对聚合物产生瞬时高温、高压作用,光学透镜表面微结构的平均高度提升了约 14.6%。（4）以雾度HR和峰谷值PV20为质量目标,提出了基于改进遗传算法的注射工艺参数多目标优化方法,得到了最佳的工艺参数组合。针对经典NSGA-Ⅱ遗传算法在多样性方面的鲁棒性不强问题,提出了基于拥挤距离淘汰策略的改进算法,与其它几种常见算法比较,其算法收敛度均值与方差最小。研究发现,同时对两个质量目标有重要影响的工艺参数为保压压力和模具温度,通过改进的NSGA-Ⅱ算法进行优化,透镜的综合质量相对于优化前明显得到了提升,且HR和PV20的优化结果仅为 4.226%和 0.532μm。（5）以一个红外菲涅尔透镜为例进行了全文方法的试验验证。在分析菲涅尔透镜的设计原理与光学性能要求之后,以基于非线性收缩预测的方法对精密模具型腔进行了设计,并制造了精密注射超声模具,最后以基于改进的遗传算法对注射超声工艺参数进行了优化。研究发现,相对于传统的注射成型工艺,本文方法成型的红外菲涅尔透镜综合质量得到了有效改进,其齿沟槽平均高度增加了 15.6%,且在同等空间频率下MTF值更大。
何春雷[10]（2019）在《铝合金超精密车削表面微观形貌对衍射效应影响的研究》文中进行了进一步梳理超精密车削技术广泛应用于大型金属反射镜的制造,然而直接超精密车削加工的金属镜面应用于可见光波段的时候,会出现严重的衍射效应,导致镜面的光学性能降低,甚至无法使用。为抑制衍射效应,目前普遍对超精密车削镜面进行抛光加工。但抛光工艺加工时间长,成本高,很难满足高质量镜面批量生产需求。为了采用超精密车削技术获得在可见光波段无衍射效应影响的铝合金镜面,本文针对超精密车削镜面衍射效应的根源和抑制技术开展了研究。首先,本文回顾和总结了学者们在表面粗糙度建模、表面形貌建模、衍射效应建模以及抑制衍射效应技术方面的系列工作,通过对上述工作进行总结,本文得出了影响衍射效应的关键因素,并提出了抑制衍射效应的研究路线。根据该路线,本文对超精密车削表面粗糙度建模进行了研究,建立了综合考虑刀刃轮廓复印、材料塑性侧流、弹性回复以及随机因素的表面粗糙度模型,开展切削实验对模型进行了验证。结果表明,对于细晶铝合金材料而言,本文建立的模型具有很高的预测精度。以粗糙度模型为基础对超精密车削表面粗糙度的尺度效应进行了分析,研究发现对于细晶铝合金材料而言,粗糙度的尺度效应主要来源于粗糙度的刀刃轮廓复印分量和塑性侧流分量的竞争作用;而对于粗晶铝合金材料而言则主要来源于材料内部的杂质缺陷。其次,以粗糙度建模中相应的计算模型为基础,本文建立了超精密车削表面形貌模型。对于二维轮廓模型,本文综合考虑了刀刃轮廓复印、材料弹性回复和塑性侧流等各个因素的影响;以二维轮廓模型为基础,本文建立了不考虑主轴振动以及考虑主轴振动情形下的三维表面形貌模型。表面缺陷对于表面形貌模型具有重要影响,本文考虑了超精密车削过程中晶界凸起、硬质相凸起、划痕、气孔以及氧化膜的影响,建立了分别考虑以及综合考虑上述表面缺陷的三维形貌模型,同时开展了系列切削实验,对本文建立的表面形貌模型进行了验证,并讨论了主轴振动以及表面缺陷对超精密车削表面三维形貌的影响。再次,以本文建立的表面三维形貌模型为基础,对超精密车削中影响表面衍射效应的各个因素进行了建模和分析。针对衍射光斑分布和光学效率参数的计算问题,本文分别使用基于傅里叶变换的场追迹方法和傅里叶模态法开展了系列计算。计算结果表明,进给量、刀刃波纹度以及表面粗糙度峰谷值（不含表面缺陷等随机因素）仅对水平方向的衍射光斑产生影响;主轴振动仅影响以工件中心为圆心的小区域;而表面缺陷既影响水平方向的衍射光斑,也是竖直方向衍射光斑的关键来源,且表面缺陷高度/深度参数的影响程度明显高于其他尺寸参数。最后,本文综合考虑影响衍射效应的各种因素,揭示了表面粗糙度和表面光学效率参数之间的定量关系,获得了可见光波段抑制衍射效应的临界条件;针对材料因素的影响,本文提出了粉末冶金-快速凝固-表面轧制的综合处理工艺;以本文建立的表面粗糙度模型为基础,提出了表面粗糙度控制的“3C”工艺策略,并选择满足抑制衍射效应条件的加工参数开展了工艺实验和光学性能测试实验。结果表明,采用本文建立的工艺方法可以在红外-可见光宽频谱波段内有效抑制超精密车削表面的衍射效应,利用该工艺加工的镜面无需开展后续抛光即可满足在红外-可见光波段内的使用要求,从而为我国大型金属反射镜制造提供关键的技术支持。
二、超精工艺参数对表面波纹度的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、超精工艺参数对表面波纹度的影响（论文提纲范文）
（2）球轴承套圈沟道成形磨削中金刚石修整滚轮的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.3 国内外相关技术发展现状 |
| 1.3.1 轴承沟道磨削技术发展 |
| 1.3.2 轴承沟道磨削砂轮修整技术发展 |
| 1.3.3 金刚石滚轮修整技术的发展 |
| 1.4 项目研究内容 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 2 球轴承套圈沟道成形磨削中的砂轮修整技术 |
| 2.1 球轴承套圈加工工艺流程 |
| 2.2 球轴承套圈沟道的磨削方法 |
| 2.3 球轴承套圈沟道磨削砂轮修整方法 |
| 2.3.1 球轴承套圈沟道单点金刚石修整法分析 |
| 2.3.2 球轴承套圈沟道金刚石滚轮修整法分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 球轴承沟道磨削用金刚石修整滚轮制造关键技术研究 |
| 3.1 套圈沟道金刚石修整滚轮制造方法选择 |
| 3.2 阴模型腔材料及其型面加工方法选择 |
| 3.3 金刚石滚轮型面电镀 |
| 3.3.1 电镀液成分组成比例的确定 |
| 3.3.2 电流密度对镀层的影响 |
| 3.3.3 镀液循环对镀层的影响 |
| 3.4 金刚石上砂技术 |
| 3.5 金刚石修整滚轮型面的测量与修磨 |
| 3.5.1 金刚石修整滚轮型面的测量 |
| 3.5.2 金刚石滚轮型面的修磨 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 球轴承沟道磨削用金刚石滚轮的驱动装置研制 |
| 4.1 金刚石滚轮驱动装置工作原理及设计要求 |
| 4.1.1 滚轮驱动装置工作原理 |
| 4.1.2 滚轮驱动装置设计要求 |
| 4.2 金刚石滚轮驱动装置研制 |
| 4.2.1 驱动器主轴电机的选择 |
| 4.2.2 金刚石滚轮驱动器主轴部件的设计 |
| 4.2.3 主轴驱动部件的设计 |
| 4.2.4 驱动器进给部件的设计 |
| 4.2.5 金刚石滚轮驱动器制造 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 球轴承沟道金刚石滚轮修整基础工艺参数研究 |
| 5.1 修整速比 |
| 5.2 滚轮光修转数n |
| 5.3 本章小结 |
| 6 球轴承沟道磨削用金刚石滚轮修整磨削应用实验 |
| 6.1 单沟道轴承磨削实验 |
| 6.2 多沟道磨削实验 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历 |
（3）风电齿轮箱行星架轴承的选型与设计验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的内容与意义 |
| 1.1.1 课题研究的内容 |
| 1.1.2 课题研究的意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 风电齿轮箱行星架轴承选型 |
| 本章小结 |
| 第二章 风电齿轮箱行星架轴承的设计 |
| 2.1 齿轮箱结构以及行星架轴承布置 |
| 2.2 行星架轴承分析基本工况 |
| 2.2.1 基本工况 |
| 2.2.2 轴承要求达到目标 |
| 2.3 轴承的方案设计 |
| 2.3.1 行星架靠近叶片侧轴承侧轴承方案设计 |
| 2.3.2 行星架靠近电机侧轴承方案设计 |
| 2.4 行星架轴承工作游隙计算 |
| 2.4.1 轴承NCF28/750V游隙的计算 |
| 2.4.2 轴承NCF18/630V游隙的计算 |
| 2.4.3 轴承工作游隙计算结果 |
| 2.5 微观结构参数优化 |
| 2.5.1 滚动体母线对数曲线设计 |
| 2.6 滚动体球基面半径ρ的确定 |
| 2.7 轴承材料的选择与应用 |
| 本章小结 |
| 第三章 风电齿轮箱行星架轴承的数值仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 轴承静强度分析 |
| 3.2.1 安全系数计算公式 |
| 3.2.2 安全系数计算结果 |
| 3.3 轴承寿命分析 |
| 3.3.1 润滑剂参数 |
| 3.3.2 轴承ISO281寿命计算结果 |
| 3.3.3 轴承ISO/TS16281寿命计算结果 |
| 3.4 轴承滚动体受力以及接触应力分析结果 |
| 3.4.1 建模分析过程 |
| 3.4.2 轴承NCF28/750V的载荷分布及应力分布 |
| 3.4.3 轴承NCF18/630V的载荷分布及应力分布 |
| 本章小结 |
| 第四章 风电齿轮箱行星架轴承的制造 |
| 4.1 轴承加工工艺流程 |
| 4.2 原材料入厂复验 |
| 4.3 锻造工艺技术 |
| 4.4 热处理工艺技术 |
| 4.4.1 正火 |
| 4.4.2 退火 |
| 4.4.3 淬火 |
| 4.4.4 回火 |
| 4.4.5 附加回火 |
| 4.5 套圈车削加工工艺技术 |
| 4.5.1 轴承套圈车加工设备和工艺基本问题分析 |
| 4.5.2 轴承套圈车加工设备与工艺 |
| 4.5.3 轴承套圈车加工工艺切削参数研究与工艺路线优化 |
| 4.6 套圈磨加工工艺技术 |
| 4.6.1 轴承套圈磨加工工艺分析 |
| 4.6.2 轴承套圈磨加工工艺中存在的主要技术问题 |
| 4.6.3 轴承套圈磨加工对策 |
| 4.6.4 轴承套圈磨加工波纹度质量的控制 |
| 4.7 滚动体加工工艺技术 |
| 本章小结 |
| 第五章 风电齿轮箱行星架轴承试验 |
| 5.1 试验设备 |
| 5.2 试验方案 |
| 5.2.1 试验前后检测 |
| 5.2.2 清洁度要求 |
| 5.2.3 润滑条件 |
| 5.2.4 试验工况 |
| 5.2.5 外观检查 |
| 5.3 试验结果 |
| 5.3.1 轴承试验前后参数检测 |
| 5.3.2 试验温升 |
| 5.4 试验结论 |
| 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）2024铝合金超精密车削有限元模拟及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 金属切削基本理论 |
| 1.3 有限元技术的研究现状 |
| 1.4 表面质量研究现状 |
| 1.4.1 表面残余应力研究现状 |
| 1.4.2 表面粗糙度研究现状 |
| 1.5 课题主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 铝合金金刚石车削有限元仿真模拟 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 有限元方法的介绍 |
| 2.3 有限元软件ABAQUS的介绍 |
| 2.3.1 软件背景简介 |
| 2.3.2 软件模块的优势及应用 |
| 2.3.3 软件模拟的流程 |
| 2.4 基于abaqus有限元模型的建立 |
| 2.4.1 材料弹塑性本构关系 |
| 2.4.2 工件的材料模型 |
| 2.4.3 切屑分离准则 |
| 2.4.4 工件与刀具接触 |
| 2.4.5 热传导模型 |
| 2.4.6 建立仿真模型 |
| 2.5 仿真结果及分析 |
| 2.5.1 切削力仿真结果及分析 |
| 2.5.2 切削温度仿真结果及分析 |
| 2.6 残余应力的获取 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 车削残余应力的仿真研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 车削残余应力的基本理论 |
| 3.2.1 加工表面形成过程的分析 |
| 3.2.2 残余应力的基本概念 |
| 3.2.3 表面残余应力的产生原因 |
| 3.3 切削参数对残余应力的影响 |
| 3.3.1 切削深度对残余应力的影响 |
| 3.3.2 切削速度对残余应力的影响 |
| 3.3.3 进给量对残余应力的影响 |
| 3.4 低残余应力加工参数优化 |
| 3.4.1 建立评价函数 |
| 3.4.2 约束条件的建立及优化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 超精密车削实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验准备 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 实验机床 |
| 4.2.3 实验试件的前处理 |
| 4.3 表面形貌的形成原理及实验研究 |
| 4.3.1 表面形貌的形成原理 |
| 4.3.2 表面形貌的实验研究 |
| 4.4 表面粗糙度与工艺参数之间的关系研究 |
| 4.4.1 进给量对表面粗糙度的影响 |
| 4.4.2 主轴转速对表面粗糙度的影响 |
| 4.4.3 车削深度对表面粗糙度的影响 |
| 4.5 表面粗糙度预测模型的建立 |
| 4.5.1 回归预测模型的建立 |
| 4.5.2 残差分析及显着性检测 |
| 4.5.3 预测模型的实验验证 |
| 4.6 表面残余应力的实验检测 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（5）确定性抛光路径规划和材料去除优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.3 超精密抛光技术研究现状 |
| 1.3.1 超精密抛光技术分类 |
| 1.3.2 典型超精密抛光技术概述 |
| 1.4 抛光过程材料去除优化研究现状 |
| 1.4.1 均匀材料去除优化 |
| 1.4.2 校正抛光优化 |
| 1.4.3 其他为提高工艺稳定性及潜力等的优化 |
| 1.5 论文的研究意义及研究内容 |
| 1.5.1 论文的研究意义 |
| 1.5.2 本文的主要研究内容 |
| 第2章 物理均匀覆盖抛光路径规划 |
| 2.1 抛光带物理均匀重叠的物理意义及数学描述 |
| 2.2 接触区域分析及抛光带建模 |
| 2.2.1 椭圆赫兹接触理论及材料去除模型 |
| 2.2.2 抛光带区域建模 |
| 2.3 基于NURBS曲面的物理均匀覆盖抛光路径规划 |
| 2.3.1 NURBS自由曲面及局部坐标系 |
| 2.3.2 抛光带边界提取 |
| 2.3.3 用于计算相邻抛光路径的迭代逼近(IAP)算法 |
| 2.3.4 无效数据点的处理 |
| 2.3.5 基于迭代逼近算法的物理均匀覆盖螺旋路径生成 |
| 2.4 物理均匀覆盖抛光路径规划实例及实验验证 |
| 2.4.1 物理均匀覆盖抛光路径生成实例 |
| 2.4.2 实验详情 |
| 2.4.3 实验结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 具有路径适应性的校正抛光残余误差优化 |
| 3.1 校正抛光的卷积去除原理及驻留时间求解 |
| 3.1.1 卷积去除原理 |
| 3.1.2 基于线性方程组的驻留时间求解 |
| 3.2 路径间距及材料去除深度对残余误差的影响规律研究 |
| 3.2.1 仿真实验设计 |
| 3.2.2 路径间距对残余误差的影响 |
| 3.2.3 初始面型误差对残余误差的影响 |
| 3.2.4 路径间距和材料去除深度对残余误差的综合影响分析 |
| 3.2.5 仿真实验结果讨论 |
| 3.3 基于RMS图谱和PV图谱的残余误差优化策略 |
| 3.3.1 基于面型误差分布的自适应路径间距优化模型 |
| 3.3.2 基于优化模型的自适应螺旋路径规划方法 |
| 3.4 实例对比研究 |
| 3.4.1 平面试件残余误差优化实例 |
| 3.4.2 非球面残余误差优化实例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 子孔径抛光中材料卷积去除过程解析 |
| 4.1 三维卷积过程的降维分析 |
| 4.1.1 二维卷积轮廓的理论解析 |
| 4.1.2 卷积轮廓的表征指标 |
| 4.1.3 波纹轮廓解析解的截断误差 |
| 4.2 表面波纹度对TIF波动的敏感性预测 |
| 4.3 射流抛光实验验证 |
| 4.3.1 射流抛光中TIF波动的统计特性 |
| 4.3.2 解析波纹轮廓的验证 |
| 4.3.3 解析PV和RMS曲线的验证 |
| 4.3.4 基于蒙特卡洛模拟的表面波纹度预测 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于卷积解析模型的确定性抛光直接进给速度规划 |
| 5.1 基于解析卷积模型的确定性抛光速度规划模型 |
| 5.1.1 基于高斯混合模型的TIF建模 |
| 5.1.2 推广的解析卷积模型 |
| 5.1.3 确定性去除进给速度规划解析模型 |
| 5.1.4 材料去除特征补偿策略 |
| 5.2 基于路径适应性的进给速度规划框架 |
| 5.2.1 路径间距范围可控的自适应路径 |
| 5.2.2 基于路径适应性的进给速率规划 |
| 5.3 仿真验证 |
| 5.3.1 针对直纹形状材料去除分布的确定性去除仿真 |
| 5.3.2 针对自由曲面材料去除分布的确定性去除仿真 |
| 5.4 实验验证 |
| 5.4.1 实验装置和方法 |
| 5.4.2 实验结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读博士学位期间公开发表的论文 |
| 作者在攻读博士学位期间所参与的项目 |
| 致谢 |
（6）氮化硅全陶瓷球轴承沟道超精研加工机理与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 工程陶瓷材料简介 |
| 1.1.1 工程陶瓷的分类 |
| 1.1.2 氮化硅陶瓷材料性质 |
| 1.1.3 滚动轴承沟道的超精研加工方法 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 氮化硅全陶瓷球轴承沟道超精研加工存在的问题 |
| 1.4 课题研究意义 |
| 1.5 研究内容及方法 |
| 第二章 氮化硅陶瓷超精研去除机理与试验装置 |
| 2.1 氮化硅陶瓷材料加工的去除方式 |
| 2.2 氮化硅陶瓷超精研加工的理论模型 |
| 2.2.1 压痕断裂力学模型 |
| 2.2.2 最大未变形切削厚度 |
| 2.3 超精研加工前后沟道表面形貌 |
| 2.4 超精研试验条件 |
| 2.4.1 试验加工设备 |
| 2.4.2 试验数据检测 |
| 2.4.3 沟道表面形貌观测 |
| 2.4.4 试验用氮化硅陶瓷套圈材料特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 沟道表面粗糙度试验研究 |
| 3.1 粗超阶段沟道表面粗糙度研究 |
| 3.1.1 粗超阶段试验方案设计 |
| 3.1.2 粗超阶段沟道表面粗糙度试验结果 |
| 3.1.3 粗超阶段各超精研加工参数对沟道表面粗糙度的影响 |
| 3.2 半精超阶段沟道表面粗糙度研究 |
| 3.2.1 半精超阶段试验方案设计 |
| 3.2.2 半精超阶段沟道表面粗糙度试验结果 |
| 3.2.3 半精超阶段各超精研加工参数对沟道表面粗糙度的影响 |
| 3.3 精超阶段沟道表面粗糙度研究 |
| 3.3.1 精超阶段试验方案设计 |
| 3.3.2 精超阶段沟道表面粗糙度试验结果 |
| 3.3.3 精超阶段各超精研加工参数对沟道表面粗糙度的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 沟道沟形精度试验研究 |
| 4.1 粗超阶段沟道沟形精度研究 |
| 4.1.1 粗超阶段沟道沟形精度试验结果 |
| 4.1.2 粗超阶段各超精研加工参数对沟道沟形精度的影响 |
| 4.2 半精超阶段沟道沟形精度研究 |
| 4.3 精超阶段沟道沟形精度研究 |
| 4.3.1 精超阶段沟道沟形精度试验结果 |
| 4.3.2 精超阶段各超精研加工参数对沟道沟形精度的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 沟道接触应力分布有限元仿真分析 |
| 5.1 超精研加工有限元仿真模型建立 |
| 5.2 相互作用及载荷与边界条件的设定 |
| 5.3 各超精研加工参数对沟道表面应力分布的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果 |
| 致谢 |
（7）大口径自由曲面超精密车削关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光学自由曲面定义 |
| 1.2.2 自由曲面加工方法研究现状 |
| 1.3 大口径自由曲面加工面临的挑战 |
| 1.3.1 加工时间问题 |
| 1.3.2 自由曲面数控程序及车削路径规划问题 |
| 1.3.3 刀具磨损问题 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 自由曲面车削误差模型分析 |
| 2.1 工件坐标系下的常见自由曲面数学模型 |
| 2.2 慢刀伺服车削自由曲面关键技术 |
| 2.2.1 主轴及其驱动控制单元 |
| 2.2.2 进给轴及其驱动控制单元 |
| 2.2.3 机床数控系统 |
| 2.2.4 自由曲面加工能力分析 |
| 2.3 慢刀伺服车削原理误差分析 |
| 2.4 加工设备引入的误差分析 |
| 2.4.1 机床几何精度 |
| 2.4.2 机床控制系统精度 |
| 2.4.3 主轴热变形 |
| 2.5 金刚石刀具引入的误差分析 |
| 2.5.1 刀具几何形状误差 |
| 2.5.2 刀具磨损 |
| 2.5.3 刀具热变形 |
| 2.6 加工工艺引入的误差 |
| 2.6.1 材料特性 |
| 2.6.2 装夹变形 |
| 2.6.3 对刀误差 |
| 2.6.4 动平衡误差 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 自由曲面车削刀具几何设计 |
| 3.1 自由曲面加工金刚石刀具设计需求 |
| 3.2 NURBS曲线控制点反求算法 |
| 3.3 刀具参数设计 |
| 3.3.1 刀具圆弧包角 |
| 3.3.2 刀尖最大允许半径 |
| 3.3.3 计算实例 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 自由曲面车削路径规划 |
| 4.1 自由曲面车削路径研究现状 |
| 4.2 自适应刀具路径算法 |
| 4.2.1 基本原理 |
| 4.2.2 自适应刀具路径生成详细算法 |
| 4.3 自适应路径算法理论分析 |
| 4.3.1 计算实例 |
| 4.3.2 自适应刀具路径运动特性分析 |
| 4.4 实验验证 |
| 4.4.1 实验硬件配置 |
| 4.4.2 检测条件 |
| 4.4.3 实验结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 自由曲面表面车削纹理处理 |
| 5.1 色散现象及原因 |
| 5.1.1 车削原理固有因素 |
| 5.1.2 刀具磨损 |
| 5.1.3 刀具表面的“积屑瘤” |
| 5.2 车削纹理去除工艺实验 |
| 5.2.1 研究现状及技术方案 |
| 5.2.2 工艺试验 |
| 5.2.3 结果与讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）天然金刚石刀具机械研磨机理与微铣刀制造关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景、研究目的及意义 |
| 1.1.1 课题来源及研究背景 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外在该研究领域的技术发展现状 |
| 1.2.1 单晶金刚石机械研磨加工机理研究现状 |
| 1.2.2 微铣刀制造技术研究现状 |
| 1.3 国内外研究现状分析 |
| 1.4 本课题研究内容 |
| 第二章 金刚石晶体机械研磨效率各向异性的形成机理研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 单晶金刚石晶体中机械研磨所致相变的TEM实验观测 |
| 2.2.1 TEM观测样品的制备 |
| 2.2.2 TEM实验结果分析 |
| 2.2.3 拉曼光谱分析 |
| 2.3 单晶金刚石机械研磨过程的分子动力学仿真建模 |
| 2.3.1 分子动力学模拟参数选择和实现手段 |
| 2.3.2 单晶金刚石机械研磨过程分子动力学仿真模型的建立 |
| 2.4 单晶金刚石机械研磨效率各向异性的分子动力学仿真分析 |
| 2.4.1 径向分布函数分析 |
| 2.4.2 配位数分析 |
| 2.4.3 机械研磨效率各向异性的形成机理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于相变碳原子低温退火演化规律的刀面晶向选择方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 金刚石晶体机械研磨表面的机械性能改善方法 |
| 3.3 低温退火下金刚石表层相变碳原子的各向异性演化规律 |
| 3.3.1 有序sp~2碳原子统计分析 |
| 3.3.2 原子密度分析 |
| 3.3.3 原子结构的演变分析 |
| 3.4 单晶金刚石微铣刀的晶面定向和刀头固定方法设计 |
| 3.4.1 前后刀面的晶面定向方法 |
| 3.4.2 焊接式铣刀头固定方法 |
| 3.4.3 机械装夹式铣刀头固定方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 焊接式单晶金刚石微铣刀的机械刃磨工艺研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 机械刃磨工艺实验设备及前期准备 |
| 4.3 工艺参数对R{100}F{110}定向微铣刀的机械刃磨质量的研究 |
| 4.3.1 金刚石磨料粒径尺寸的影响 |
| 4.3.2 主轴转速的影响 |
| 4.3.3 单次进给量的影响 |
| 4.3.4 研磨压力的影响 |
| 4.3.5 往复运动行程的影响 |
| 4.3.6 往复运动频率的影响 |
| 4.3.7 摆轴摆速的影响 |
| 4.4 工艺参数对R{100}F{100}定向微铣刀的机械刃磨质量的研究 |
| 4.4.1 金刚石磨料粒径尺寸的影响 |
| 4.4.2 主轴转速的影响 |
| 4.4.3 单次进给量的影响 |
| 4.4.4 研磨压力的影响 |
| 4.4.5 往复运动行程的影响 |
| 4.4.6 往复运动频率的影响 |
| 4.4.7 摆轴摆速的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 装夹式单晶金刚石微铣刀的光学调校技术及铣削性能验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 装夹式金刚石铣刀片的制备 |
| 5.3 金刚石微铣刀光学调校平台总体设计 |
| 5.3.1 平台的功能需求分析 |
| 5.3.2 光学调校平台的构成 |
| 5.3.3 金刚石微铣刀的微调装配过程 |
| 5.4 金刚石微铣刀铣削性能的验证实验 |
| 5.4.1 实验设备 |
| 5.4.2 实验结果与分析 |
| 5.4.3 金刚石微铣刀刀具磨损分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）聚合物光学透镜的精密注塑成型关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光学透镜几何精度对光学性能的影响 |
| 1.2.2 精密模具型腔的设计方法 |
| 1.2.3 注射辅助成型对双折射及微结构的关系研究 |
| 1.2.4 基于智能算法的注射工艺参数优化 |
| 1.3 课题的来源及研究内容 |
| 1.3.1 课题的来源 |
| 1.3.2 研究目标与内容 |
| 1.3.3 章节组织结构 |
| 第二章 聚合物透镜几何精度与光学性能的关系 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光学透镜面形误差与光学性能关系建模 |
| 2.2.1 光学透镜的波前像差分析 |
| 2.2.2 基于成像质量的透镜光学性能评价分析 |
| 2.2.3 面形误差与光学波前像差的关系建模 |
| 2.3 非球面透镜面形误差对光学性能的影响规律研究 |
| 2.3.1 试验方案设计 |
| 2.3.2 透镜光学性能测试研究 |
| 2.3.3 面形误差对光学性能指标的影响规律分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于非线性收缩预测的透镜精密模具型腔设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于热传导统一模型的光学透镜收缩率预测算法 |
| 3.2.1 非球面光学透镜曲面几何分析 |
| 3.2.2 聚合物注射热传导统一控制方程推导 |
| 3.2.3 温度场和压力场的数值方法实现 |
| 3.3 基于网格节点非线性收缩预测的精密模具型腔建模 |
| 3.3.1 节点体积收缩平衡优化 |
| 3.3.2 精密模具型腔点云数据构建算法 |
| 3.3.3 基于双三次B-spline的精密模具型腔曲面逆向建模 |
| 3.4 实验案例研究 |
| 3.4.1 非球面光学透镜注射实验方案 |
| 3.4.2 节点体积收缩平衡优化实验 |
| 3.4.3 精密模具型腔建模及实验分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 注射辅助成型对透镜双折射及几何精度的优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 聚合物光学透镜双折射原理及测量技术 |
| 4.2.1 双折射与内应力关联模型分析 |
| 4.2.2 光学透镜残余内应力的数学推导 |
| 4.2.3 基于双1/4玻片的光学透镜双折射定量测试方法 |
| 4.3 精密注射压缩工艺参数对双折射的规律研究 |
| 4.3.1 基于自动校准的压缩结构优化 |
| 4.3.2 材料与实验设备 |
| 4.3.3 精密注射压缩工艺参数对双折射的影响规律 |
| 4.4 基于超声波的精密注射成型技术 |
| 4.4.1 超声振动产热理论分析 |
| 4.4.2 基于超声波技术的模具结构设计及微结构加工 |
| 4.4.3 注射超声与压缩辅助工艺实验设置 |
| 4.4.4 注射超声振动参数对表面复制质量的影响及优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于改进遗传算法的透镜质量多目标优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光学透镜质量多目标优化方案设计 |
| 5.2.1 多目标优化设计流程 |
| 5.2.2 基于拥挤距离淘汰策略的NSGA-Ⅱ算法改进 |
| 5.3 实验案例研究 |
| 5.3.1 试验设计 |
| 5.3.2 基于BP神经网络的关系模型训练 |
| 5.3.3 基于改进NSGA-Ⅱ算法的多目标优化分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 菲涅尔透镜的成型综合优化实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 菲涅尔透镜设计 |
| 6.2.1 菲涅尔透镜设计原理 |
| 6.2.2 菲涅尔透镜红外光学系统分析 |
| 6.3 注射超声辅助成型模具型腔优化设计 |
| 6.3.1 模具型芯表面微沟槽的优化设计 |
| 6.3.2 模具型芯表面微沟槽的加工方法 |
| 6.3.3 注射超声辅助模具结构设计 |
| 6.4 基于NSGA-Ⅱ改进算法的成型工艺参数优化实验 |
| 6.4.1 成型工艺条件设置 |
| 6.4.2 菲涅尔透镜的多质量目标优化实验 |
| 6.4.3 实验结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 攻读学位期间主要参与的项目 |
| 致谢 |
| 附录A |
| 附录B |
（10）铝合金超精密车削表面微观形貌对衍射效应影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 车削表面粗糙度建模的研究现状 |
| 1.2.1 车削表面粗糙度理论建模方法 |
| 1.2.2 车削表面粗糙度经验参数建模方法 |
| 1.2.3 车削表面粗糙度建模总结 |
| 1.3 超精密车削表面三维形貌建模的研究现状 |
| 1.4 超精密车削表面衍射效应建模的研究现状 |
| 1.4.1 基于散射光学理论的建模 |
| 1.4.2 基于衍射光学理论的建模 |
| 1.5 超精密车削表面衍射效应的抑制方法 |
| 1.5.1 抛光工艺方法 |
| 1.5.2 其他工艺方法 |
| 1.5.3 不同加工工艺方法的分析 |
| 1.6 本文的主要研究思路和研究内容 |
| 第2章 铝合金超精密车削表面粗糙度模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 铝合金超精密车削表面粗糙度建模 |
| 2.2.1 超精密车削表面粗糙度的组成 |
| 2.2.2 金刚石刀具刀刃波纹度复印作用的表面粗糙度分量 |
| 2.2.3 基于塑性力学计算弹性回复的表面粗糙度分量 |
| 2.2.4 基于最小切削厚度计算塑性侧流的表面粗糙度分量 |
| 2.3 铝合金超精密车削表面粗糙度模型的实验验证 |
| 2.3.1 实验方案 |
| 2.3.2 表面粗糙度模型验证与分析 |
| 2.4 铝合金超精密车削表面粗糙度的尺度效应分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 铝合金超精密车削表面三维形貌模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单周期内铝合金超精密车削表面二维轮廓模型 |
| 3.3 不考虑振动的铝合金超精密车削表面三维形貌建模 |
| 3.4 考虑振动的铝合金超精密车削表面三维形貌建模 |
| 3.5 考虑铝合金表面缺陷的超精密车削表面三维形貌建模 |
| 3.5.1 铝合金基体的材料缺陷形成 |
| 3.5.2 晶界凸起的影响 |
| 3.5.3 硬质相凸起的影响 |
| 3.5.4 划痕的影响 |
| 3.5.5 气孔的影响 |
| 3.5.6 氧化膜的影响 |
| 3.5.7 多种表面缺陷的综合影响 |
| 3.6 铝合金超精密车削表面三维形貌模型的实验验证 |
| 3.6.1 金刚石刀具的制备与测量 |
| 3.6.2 工件材料金相组织测量结果 |
| 3.6.3 不考虑振动的铝合金超精密车削表面三维形貌模型的验证 |
| 3.6.4 考虑振动的铝合金超精密车削表面三维形貌模型的验证 |
| 3.6.5 考虑表面缺陷的铝合金超精密车削表面三维形貌模型的验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 铝合金超精密车削表面衍射效应的仿真研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超精密车削表面衍射效应的理论建模 |
| 4.2.1 光在空间中的传播模型 |
| 4.2.2 光在超精密车削表面的反射模型 |
| 4.2.3 衍射效率计算的理论模型 |
| 4.2.4 仿真参数设置与假设条件分析 |
| 4.3 表面粗糙度峰谷值对衍射效应影响的仿真分析 |
| 4.4 刀刃周期性复印因素对衍射效应影响的仿真分析 |
| 4.4.1 进给量的影响 |
| 4.4.2 刀刃波纹度的影响 |
| 4.5 主轴振动对衍射效应影响的仿真分析 |
| 4.5.1 主轴振动的影响特点 |
| 4.5.2 主轴振动的振幅对衍射效应影响 |
| 4.5.3 主轴振动的频率对衍射效应影响 |
| 4.6 表面缺陷因素对衍射效应影响的仿真分析 |
| 4.6.1 晶界凸起的影响 |
| 4.6.2 硬质相凸起的影响 |
| 4.6.3 划痕的影响 |
| 4.6.4 气孔的影响 |
| 4.6.5 氧化膜的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 铝合金超精密车削表面衍射效应的抑制工艺 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铝合金超精密车削表面衍射效应仿真分析结果的实验验证 |
| 5.2.1 衍射效应验证的实验装置与测试过程 |
| 5.2.2 金刚石刀具刀刃波纹度对衍射效应影响的验证 |
| 5.2.3 主轴振动对衍射效应影响的验证 |
| 5.2.4 表面缺陷对衍射效应影响的验证与讨论 |
| 5.3 铝合金超精密车削表面衍射效应的抑制条件和方法 |
| 5.3.1 衍射效应影响因素综合分析 |
| 5.3.2 多波长条件下抑制衍射效应的临界条件 |
| 5.3.3 抑制衍射效应的“3C”加工方法 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、超精工艺参数对表面波纹度的影响（论文参考文献）
- [1]基于油石损耗特性的氮化硅陶瓷轴承超精工艺优化[D]. 陈文征. 沈阳建筑大学, 2021
- [2]球轴承套圈沟道成形磨削中金刚石修整滚轮的应用[D]. 李春俊. 河南工业大学, 2020(01)
- [3]风电齿轮箱行星架轴承的选型与设计验证[D]. 徐巍. 大连交通大学, 2020(06)
- [4]2024铝合金超精密车削有限元模拟及实验研究[D]. 熊瑞亮. 南昌大学, 2020(01)
- [5]确定性抛光路径规划和材料去除优化研究[D]. 韩艳君. 吉林大学, 2020(08)
- [6]氮化硅全陶瓷球轴承沟道超精研加工机理与试验研究[D]. 王浩. 沈阳建筑大学, 2020(04)
- [7]大口径自由曲面超精密车削关键技术研究[D]. 王东方. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(07)
- [8]天然金刚石刀具机械研磨机理与微铣刀制造关键技术研究[D]. 程晓. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [9]聚合物光学透镜的精密注塑成型关键技术研究[D]. 刘军辉. 广东工业大学, 2019(03)
- [10]铝合金超精密车削表面微观形貌对衍射效应影响的研究[D]. 何春雷. 哈尔滨工业大学, 2019(01)