【摘 要】
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光学微结构元件作为光电产品和光通讯产品的关键元器件在信息、航天等领域的应用十分广泛,光学微结构元件的制造加工备受关注.光学微结构元件通常是利用特种加工方法如光刻、
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光学微结构元件作为光电产品和光通讯产品的关键元器件在信息、航天等领域的应用十分广泛,光学微结构元件的制造加工备受关注.光学微结构元件通常是利用特种加工方法如光刻、微细电解加工等进行加工,工艺过程复杂,效率低,成本高,限制了光学微结构元件的应用.采用单点金刚石飞刀切削加工光学微结构元件,可以获得较好的表面质量和较高的加工效率.但目前市场上尚缺乏适用于光学微结构元件单点金刚石飞刀切削的数控程序自动生成的工具软件.该文以光学微结构元件单点金刚石飞刀切削为研究对象,以得到光学微结构飞刀加工的数控程序自动生成系统为目的,主要开展了以下研究:该文讨论了光学微结构元件的应用现状和现有加工方法,以及数控加工切削工艺参数优化的研究进展.根据单点金刚石飞刀切削的加工特点,基于对残留高度误差的考虑以及对走到方式的选择,并针对微沟槽类元件计算得到了刀触点数据和刀位点数据,通过后置处理和错误检验得到正确的刀具轨迹.在分析了各种切削参数对被加工工件表面质量的影响后,该文建立了数控加工切削参数优化的数学模型.在Precitech Freeform 705五轴超精密加工机床上进行了切削实验并分析了实验数据,利用多元线性回归分析方法得到了切削参数优化的目标函数.分析了约束条件对工艺参数的限制,建立了约束模型,采用网格直接计算方法得出了切削加工参数优化结果.根据实际加工的功能需要,设计了刀具轨迹自动生成系统的体系结构,并对刀具轨迹自动生成系统进行了功能模块划分.实现了刀具轨迹自动生成系统并对刀具轨迹进行仿真,验证了系统的稳定与高效、数控代码的正确和切削加工参数优化的有效性,达到了预期的目标.该系统已经在实际加工中得到应用,并取得了很好的应用效果.
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