基于CCOS技术的盘式动压抛光工艺理论研究

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抛光作为一种主要的获得较好光学表面的加工方法,一直是光学表面成型的主要研究内容。为了充分发挥动压抛光精度高、表面质量好等优势,同时克服其加工效率较低的缺陷,本文结合CCOS技术,对传统动压抛光技术进行原理改进创新,提出了盘式动压抛光方法,利用面接触加工模式代替点/线接触模式。本文对该种加工方法的基础理论进行了细致研究,探究新工艺的理论研究路线与方法。首先,本文探究了抛光盘磨损对于传统CCOS加工中行星运动去除函数的影响,通过分析不同磨损量对去除函数造成的变化,得到了磨损对于去除函数的形状及强度均有较大影响的结论,并分析了去除函数变化与磨损量之间的关系。其次,本文建立了一种典型的盘式动压抛光模型,利用ICEM/FLUENT对该模型进行了流场分析及求解,结合Preston假设以及MATLAB数值计算得到了该模型的定点去除函数,通过对改进的行星运动与提出的累加分时合成,对定点去除函数进行优化,得到了类似于高斯分布的理想去除函数。第三,利用趋近因子作为中心集中度的评价标准,设计离散因子作为旋转对称度的评价标准,探究了偏心率以及分时合成的数量对上述指标的影响,确定了偏心率等工况的改变对去除函数质量的影响关系。最后,本文采用矩阵法求解驻留时间,分别通过Tikhonov正则化与类迭代法对去除矩阵方程进行求解。设计仿真实验,结合求得的驻留时间,对工件表面进行仿真加工,并研究了步进间距对于两种求解方法的影响。研究发现,密集的步进间距可以提高类迭代法的精度,但可能会造成Tikhonov正则化精度变差。本文的研究内容为新型盘式动压抛光工艺的研究提供了理论研究基础,探索出一条工艺理论研究的技术路线,同时大量的仿真实验为新工艺的实验研究及实际加工有很好的指导作用。
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