大口径方形非球面镜的高效磨削技术研究

本文基于X/Y/Z三直线轴平面磨床,研究了圆弧砂轮应用于大口径方形非球面镜的平行磨削新技术,介绍了圆弧砂轮平行磨削的机理、重点解决了砂轮形状误差在线检测、元件面形误差在线检测与误差补偿等关键技术问题.以430 mm×430 mm非球面镜为样件,进行了多轮高效精密磨削工艺实验,面形精度PV均值为4.2μm,表面粗糙度约0...     

HIPSN陶瓷高效精密磨削工艺优化试验研究

目的针对HIPSN(热等静压氮化硅)陶瓷精密加工效率低、成本高、难度大的问题,对HIPSN陶瓷高效精密磨削加工工艺进行优化。方法利用高精度成形磨床对HIPSN陶瓷进行试验,分析砂轮线速度、磨削深度、工件进给速度等工艺参数对磨削后表面质量的影响规律。结果磨削深度由0.005 mm增加到0.050 mm,表面粗糙度值由0.2773μm减小到0.2198μm,并趋于稳定;工件进给速度由1000 mm/min增加到15 000 mm/min,表面粗糙度值由0.2454μm减小到0.2256μm,之后增大到0.2560μm,并趋于稳定;砂轮线速度由20 m/s增加到50 m/s,表面粗糙度值由0.2593μm减小到0.2296μm。随着工件进给速度的增大,表面波纹度平均间距Sw由0 mm直线增加到5.90 mm;随着砂轮线速度的提高,平均间距Sw由2.33 mm直线减小到0.68 mm。优化工艺参数组合:砂轮线速度50 m/s,磨削深度0.030 mm,工件进给速度3000 mm/min。结论表面粗糙度值与磨削深度和砂轮线速度呈负相关,随着工件进给速度的增大,表面粗糙度值先减小后增大,之后趋于稳定。减小工件进给速度、提高砂轮线速度有助于改善表面波纹度。     

基于机器视觉的金属板材表面波纹度检测方法

常规波纹度测量方法存在检测效率低、检测精度不高等问题,为了实现金属板材表面波纹度的快速准确检测,提出了一种非接触式的表面波纹度无损检测方法,该方法采用改进的中值滤波实现高效快速的图像去噪,使用霍夫变换实现图像的自动旋转,提取了表面图像基于灰度共生矩阵的纹理特征参数,并进行相关性分析.结果表明,对比度、能量、相关和熵等特...     

航空结构件铣削加工表面波纹度特征提取与研究

目的由于航空结构件壁薄、结构复杂和刚度低等原因,在多轴联动铣削加工过程中,其表面容易出现波纹度等加工纹理缺陷。准确提取、评价铣削表面波纹度,为控制和消除结构件铣削表面波纹度提供可视化参考依据。方法提出了一种频谱分析和小波分析相结合的方法。首先对已加工的航空结构件的铣削表面综合形貌进行频谱分析,依据表面形貌划分依据,确定各表面成分有效信息的频率段范围;再采用Daubechies小波分解原表面形貌特征,把含有不同频率成分的信息分解到互不重叠的频率段上;利用Mallat快速算法,计算出各逼近系数和小波系数,并对有效频率段进行重构,以实现表面形貌特征不同频率成分的提取,进而获取表面波纹度的形貌特征信息。结果针对某型航空结构件的铣削表面,采用文中方法提取到的波纹度形貌特征信息与粗糙度轮廓仪测量的结果基本吻合,验证了该方法的正确性。结论对于提取铣削表面波纹度特征信息,采用频谱分析和小波分析相结合的方法是可行且有效的。     

四自由度无心磨削振动系统的动态特性研究

本文以Ｙｕｊｉ Ｆｕｒｕｋａｗａ的振动模型图为基础，建立了四自由度无心磨削振动系统的动力学模型。该模型包括了系统各部件的结构刚度，接触刚度以及磨削刚度和几何布局参数。还分析了系统动态特性的控制方法，研究结果与Ｂｏｗｅ，Ｗ．Ｂ．的实验结果相一致，并可解释生产实践中的某些现象，从而为磨床设计与磨削工艺安排提供了理论依据。     

精密圆柱度临床校正磨削技术的研究

以三点误差分离原理为基础,提出了圆柱度误差测量的理论模型。运用计算机控制技术,在高精度外圆磨床上实现了圆柱度的临床测量及校正磨削。磨削φ65×600mm·mm试件,一次往复纵磨,圆柱度精度达1.5μm。     

微小振动影响超精密非球面加工精度的研究

超精密磨削已广泛应用于轴对称非球面光学元件及硬脆材料的加工，加工过程中砂轮的不平衡量和机床主轴引起的振动直接影响工件表面精度及粗糙度。为了适应非球面工件超精密加工的要求，本文通过分析加工过程中产生的振动现象，建立磨削中振动引起工件表面轮廓误差的数学模型，研究主轴转速变化及磨削加工参数对工件表面精度的影响；通过建立工件与砂轮之间的运动关系，得出砂轮的振幅、频率及加工速度的变化对工件表面精度的影响条件。研究结果表明：选择合理的加工参数能降低工件表面波纹度，提高工件的表面精度。     

光学非球面超精密切削的在位测量及补偿加工

开发一种采用接触式测头与电容式位移传感器相结合的在位测量装置及非球面测量与补偿加工软件,进行C3604黄铜球面及非球面的单点金刚石超精密切削加工,并开展在位测量及补偿加工试验。补偿加工后,经在位测量系统测量,球面面形精度PV达到231.4 nm,非球面面形精度PV达到206.3 nm;与离线测量结果比对,结果分别相差3.0 nm和7.0 nm,验证了在位测量系统测量的精确性和补偿加工的有效性。     

非球面加工现状

文章阐述了非球面光学零件相对于球面零件的诸多优点及其在军事领域和一般工业领域的广泛运用。继而介绍了非球面光学零件加工的各种技术、方法以及其所适用的材料类型，例如单点金刚石车削技术、光学塑料成型技术、光学玻璃模压技术、ELID磨削技术等，并对国内外非球面光学零件的生产现状和相关设备做以概述，展望了非球面加工的研究方向和生产趋势。     

光学玻璃非球面延性域磨削研究

文章利用相关公式计算光学玻璃的临界磨削深度,以及工件速度、砂轮速度、磨粒粒度、磨削深度等对它的影响,分析利用MK9025曲线磨床在延性域状态下加工非球面或者球面的可能性.然后,采用金属基金刚石微粉砂轮,选择合适的磨削用量,利用MasterCAM自动生成加工程序,在MK9025数控光学曲线磨床上进行椭球面磨削实验,得到了较高的工件尺寸精度和较光洁的表面质量,通过实验验证了利用MK9025数控光学曲线磨床进行非球面光学零件精密磨削的可能性,为实际生产提供了现实依据.     

汽车板180BH三维表面轮廓测试

目的测试汽车板的三维表面轮廓及表面结构参数波纹度和粗糙度,判定汽车板表面是否符合汽车厂标准的要求。方法利用白光干涉的三维光学轮廓仪,在15~30℃、湿度小于80%、无凝结的条件下,依照相关国际标准,测量汽车板表面三维轮廓及波纹度和粗糙度。通过分析汽车板表面结构的形成过程及其分类,介绍了基于白光相移干涉法测量的原理及方法。结果以180BH汽车板为例,厚度为0.8 mm,测试得到其表面最大高度可达到20μm,中间的高度较低,最低高度为-13μm。取样长度50 mm,水平方向经过一次多项式处理,然后经过5次多项式拟合,去除取样长度内的形状误差,最后利用高斯滤波器去除λc=0.8mm短波部分,得到取样长度内的波纹度Wa为0.404μm,表面粗糙度Ra为1.089μm。结论测试结果显示汽车板180BH的波纹度小于0.5μm,表面粗糙度小于1.2μm,均符合汽车厂产品的要求。白光相移干涉三维光学轮廓仪能够清晰地测量汽车板的表面轮廓,得到表面结构参数,为汽车板表面质量的评价提供了一个重要的手段。     

轴对称非球面加工进给速度控制技术研究

本文根据轴对称非球面的加工误差特性，通过分析轴对称非球面磨削加工中砂轮磨削线速度、进给速度对加工精度影响的条件，提出控制砂轮进给速度使轴对称非球面工件各点磨削量均匀的方法。该技术避免了传统加工方法中原理上固有的磨削量差异缺陷，提高了系统的加工精度。研究结果表明：进给速度控制方法针对轴对称非球面加工中常用的平面砂轮、圆弧砂轮、球面砂轮，均得到了良好的控制效果；采用新方法的数学模型更接近于理论计算轨迹，可以进一步提高工件的加工精度；新方法进给速度由外沿加工至中心部分，进给速度逐渐加快；并且变化率也逐渐增大。     

关于大直径焊接钢管生产的探讨

简要介绍了大直径螺旋焊管和直缝焊管的各种成型工艺特点，分析了生产所需的外部条件。提出在我国新建大直径直缝焊管机组时，从投资省、见效快的目的出发，宜优先引进RBE或“C”成型工艺技术和关键设备，以及在鞍钢应新建RBE大直径直缝焊管机组。