微结构表面的五轴联动超精密切削加工技术研究

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精密及超精密加工技术是20世纪五、六十年代发来起来的一项新兴技术,近年来,航空航天、微机电系统、微光学系统、激光等高科技领域的飞快发展极大的推动了精密及超精密加工技术的前进步伐,使其成为当前各国家和地区的研究热点。同时,超精密加工产品广泛应用于各个领域,也加速了相关领域发展速度,也带动了精密加工设备——超精密数控加工机床的发展。然而,由于发达国家对我国的技术封锁,中国的超精密机床,特别是多轴联动超精密机床的发展受到很大程度的制约。  为了满足国家对超精密零部件的巨大需求以及多轴联动超精密机床的基础研究,本课题开展了面向微结构表面的五轴联动超精密切削加工技术的研究。旨在通过对五轴联动超精密机床的相关技术研究,来进行典型零件的加工实验,探索多轴联动超精密切削加工过程中相关关键技术。  超精密机床的控制系统是整个机床的核心部分,所以本课题的主要任务之一就是搭建数控机床的控制系统,这主要包括机床电气控制系统接口电路的设计,以及驱动伺服系统的电气调试,以提高各轴的动、静态性能。  PAMC控制器本身的操作界面可视性效果很差,繁杂难懂,本文基于Visual Basic. Net开发了一套操作更为简单易学、更为灵活的人机交互操作界面。同时为了进一步提高此台超精密机床的定位精度,对机床的定位精度进行了误差检测,并在此基础上进行了误差补偿的工作。  在以上工作完成的基础上,进行大量的加工实验研究,如加工回转对称的正弦波表面、球面,非回转对称的正弦网格表面,以及微金字塔阵列。针对不同的表面结构,选择合适的加工方法,找出合适的加工工艺参数提高零件的表面质量,以及难加工工件的加工实现方法。加工工件表面粗糙度的检测结果,证明了此台超精密机床较好的精度和系统可靠性。
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