单点金刚车快刀伺服加工微透镜阵列工艺探讨

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衍射光学元件金刚石单点车削加工技术研究的开题报告

衍射光学元件金刚石单点车削加工技术研究的开题报告

衍射光学元件金刚石单点车削加工技术研究的开题报告一、研究背景及意义光学元件广泛应用于现代照明、通讯、医疗、检测等领域,而金刚石作为硬度和耐磨性能极佳的材料,被广泛用于制作光学元件。

然而,金刚石材料的特殊性质和高硬度使得其加工困难,传统的金刚石加工方式如磨削、抛光、电解加工等存在效率低、成本高、表面质量差等问题,导致金刚石制品的加工难度大、生产周期长、产品品质难以保障。

采用单点车削加工技术制备金刚石光学元件能够提高加工效率和产品质量,具有重要的应用价值和研究意义。

因此,本研究旨在探究衍射光学元件金刚石单点车削加工技术,提高金刚石光学元件的制造质量和生产效率。

二、研究内容与研究目标本研究将通过对金刚石单点车削加工过程进行分析和实验研究,包括材料选取、单点车削加工工艺参数优化、金刚石单点刀具的制备等方面,探究衍射光学元件金刚石单点车削加工技术。

具体研究内容如下:1.研究金刚石单点车削加工的机理和方法,探讨单点刀具的制备工艺。

2.分析单点车削加工中的刀具磨损和切削力变化规律,选择适合的加工工艺参数,优化金刚石单点车削加工工艺。

3.制备不同形状和尺寸的金刚石单点刀具,对其进行磨损测试和性能评估。

4.通过实验验证金刚石单点车削加工过程中的最佳工艺参数和刀具选择方案,并对加工的光学元件进行表面粗糙度、表面形貌和表面质量等方面的检测,对加工的光学元件进行性能测试。

本研究旨在探究衍射光学元件金刚石单点车削加工技术,优化金刚石制品的加工工艺,提高其生产效率和产品质量。

通过实验验证最佳工艺参数和刀具选择方案,为实际生产中金刚石单点车削加工提供参考和指导,具有重要的理论和实践价值。

三、研究方法本研究将采用实验研究和数据统计分析相结合的方法,对衍射光学元件金刚石单点车削加工技术进行探究。

具体方法如下:1.准备金刚石材料,并制备不同形状和尺寸的金刚石单点刀具。

2.在数控车床上进行金刚石单点车削加工,记录切削力、主轴电流、进给速度等关键工艺参数数据。

一种微透镜阵列制作方法

一种微透镜阵列制作方法

一种微透镜阵列制作方法
张鸿海;范细秋;胡晓峰;刘胜
【期刊名称】《华中科技大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】2006(34)6
【摘要】提出一种采用热压印技术制作微透镜阵列的方法.将聚合物加热到其玻璃转化温度以上,利用预先制备好的模板在适当的压力下压向聚合物样品,保持压力直到聚合物温度降到玻璃转化温度以下,将模板移去后,模板上图形便转移到样品表面.根据热压印工艺要求,研制了一台热压印设备,并利用这台设备制作了单元口径大小为40μm,单元之间间距为60μm的256×256单元8位相台阶衍射微透镜阵列.制作的微透镜阵列SEM图表明图形台阶清晰、各单元一致性好.光学性能测试表明制作的微透镜阵列聚焦的三维光强分布集中,具有较高的峰值.从制作工艺可以看出,利用热压印的方法制作微透镜阵列工艺简单,对制作设备要求不高,为实现低成本、高分辨率、大批量制造微透镜阵列等器件创造了条件.
【总页数】3页(P77-79)
【关键词】微透镜阵列;热压印;聚甲基丙烯酸甲脂;衍射
【作者】张鸿海;范细秋;胡晓峰;刘胜
【作者单位】华中科技大学机械科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH741.8
【相关文献】
1.一种用于药物释控系统的微针阵列及其制作方法的研究 [J], 傅新;焦峰;谢海波
2.车削掩檬的石英非球面微透镜阵列制作方法 [J], 王灏;董连和;朱国栋;张东;张为国
3.浅析折射型微透镜阵列制作方法 [J], 吴非
4.连续深浮雕非球面微透镜阵列的制作方法 [J], 无
5.一种微透镜—针孔阵列合成器件的制作方法 [J], 孔兵;王昭;党开放;谭玉山因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

轮胎面透镜单点金刚石车削加工工艺技术研究

轮胎面透镜单点金刚石车削加工工艺技术研究

轮胎面透镜的单点金刚石车削加工工艺技术研究【摘要】基于较成熟的旋转对称非球面的单点金刚石车削加工工艺,通过大量工艺试验,对工装夹具、车削刀具、切削参数等进行研究,总结出了一套实用的单点金刚石车削轮胎面光学元件的加工工艺。

该工艺方法也可以适用于其它离轴非球面的单点金刚石车削加工。

【关键词】单点金刚石车削;轮胎面透镜;离轴;工艺技术1.引言轮胎面透镜可用于光束束腰置远、光束偏转小角度等方面,在保证传输中的光束直径、消象散等方面具有传统光学元件难以具备的功能,被日益广泛地应用在国防军事、航空航天、通讯、医疗等领域。

本工艺研究基于较成熟的旋转对称非球面的金刚石车削加工工艺,通过大量工艺试验,对工装夹具、车削刀具、切削参数等进行研究,总结出了一套实用的,行之有效的在单点金刚石车床上车削轮胎面光学元件的加工工艺。

2 .金刚石车削加工原理本文的讨论是基于英国taylor hobson公司的ultraform350单点金刚石车床。

该车床是两轴机床,可加工最大直径为350mm的平面、球面、非球面等各类轴对称光学元件。

其车削加工原理是,被加工件通过工装夹具吸附于主轴的真空吸盘上,并且光轴和车床z 轴重合,主轴带动被加工元件高速旋转,利用tpg刀具轨迹发生器生成程序,使刀具x、z两轴插补联动按照光学元件子午曲线轨迹运动,对被加工光学元件进行车削,形成轴对称光学曲面。

其中主轴与被加工光学元件的动平衡将影响零件的形状误差和表面波纹度[1]。

图1 单点金刚石车床车削原理简图3.轮胎面的车削加工工艺3.1 轮胎面的特点轮胎面光学元件是非对称光学元件,以光轴为中心,其子午方向和弧矢方向具有不同的曲率半径,在精确要求两个曲率半径的同时,还需要具有很好的面形和表面粗糙度。

3.2 工装夹具根据金刚石车床加工的特点,夹具采用回转对称结构[2]。

设计的工装夹具简图如下:图2 工装夹具简图其中轮胎面母体是一椭球体,其子午和弧矢方向的曲率半径分别与被加工轮胎面的两个曲率半径相同。

探讨单点金刚石切削技术在微结构加工中的应用

探讨单点金刚石切削技术在微结构加工中的应用

探讨单点金刚石切削技术在微结构加工中的应用吕江龙2111406002摘要:单点金刚石切削(single point diamond turning,简称SPDT)是一种使用纳米金刚石刀具进行加工的生产过程。

而纳米单晶金刚石刀具具有刃口锋利、可反复成形和耐磨性高等特点。

该方法能够使微米至亚微米级制造组件的形状精度和表面粗糙度控制在纳米级的范围内。

单点金刚石切削优异的表面成形质量和面形精度,使该技术被广泛地应用于制造各种精密机械和光学部件。

目前,微结构自由曲面的加工已达到微纳切削。

通过典型微结构自由曲面的加工及测量的应用进行举例说明;介绍我国在超精密加工机床领域内的研制情况,展望超精密切削技术未来发展趋势。

关键词:单点金刚石切削微结构自由曲面超精密加工Abstract: Single-point diamond turning (SPDT) is a machining process that making use of a monocrystal diamond tool which possesses nanometric edge sharpness, forming reproducibility and wearing resistance. The process is capable of producing components with micrometer to submicrometre form accuracy and surface roughness in the nanometre range. The superior surface finish and form accuracy of SPDF allow the technology to be adopted widely for the manufacture of a variety of precision mechanical and optical parts. At present, the microstructure of freeform surface machining has reached micro-nano cutting. Case studies on the fabrication and characterization of typical microstructured freeform surface is presented. The development of ultra-precision machining equipment in China and the future trends in the machining and measurement of microstructured freeform surfaces are discussed. Key words: Single-point diamond turning Microstructured freeform surface Ultra-precision maching前言超精密机床在加工具有亚微米形状精度、纳米表面粗糙度的精准表面过程中起着至关作用。

微透镜阵列超精密加工实验教学探索

微透镜阵列超精密加工实验教学探索

ISSN1006-7167CN31-1707/TRESEARCHANDEXPLORATIONINLABORATORY第39卷第12期 Vol.39No.122020年12月Dec.2020 微透镜阵列超精密加工实验教学探索张胜辉a, 刘 强a, 赵荣丽a,b, 成思源a, 冷杰武a(广东工业大学a.省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室,b.广东省微纳加工技术与装备重点实验室,广州510006)摘 要:微透镜阵列被广泛应用于军用及民用领域的许多新型光学系统中,其结构尺寸为微米级,加工精度要求高。

为了培养机械类学生的工程实践能力及动手能力,基于广东省微纳加工技术与装备重点实验室研发的微结构微冲压机床,探讨了其工艺过程及原理,学生通过掌握微冲压机床的工作原理、加工技术,设计加工工件参数及实验方法,在模具钢上加工微米级的微透镜阵列,并用在位测量系统测量其加工精度。

通过本实验有助于学生掌握机械领域的先进知识,锻炼学生的动手能力、设计能力。

关键词:微透镜阵列;超精密加工;实验教学;创新能力中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1006-7167(2020)12-0184-04ExperimentalTeachingExplorationonUltra precisionMachiningofMicroLensArraysZHANGShenghuia, LIUQianga, ZHAORonglia,b, CHENGSiyuana, LENGJiewua(a.StateKeyLaboratoryofPrecisionElectronicManufacturingTechnologyandEquipment,b.GuangdongProvincialKeyLaboratoryofMicro NanoManufacturingTechnologyandEquipment,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006,China)Abstract:Microlensarraysarewidelyusedinmanynewopticalsystemsinmilitaryandcivilfields.Thedimensionalaccuracyismicron,hence,highprocessingaccuracyisrequired.Inordertocultivatetheengineeringpracticeabilityandpracticalabilityofmechanicalstudents,basedonthemicrostructurepunchingmachinedevelopedbyGuangdongProvincialkeylaboratoryofmicro nanomanufacturingtechnologyandequipment,thetechnologicalprocessandprincipleofthemicropunchingmachinearediscussed.Bymasteringtheworkingprincipleandprocessingtechnologyofthemicropunchingmachine,theworkpieceparametersandexperimentalmethodaredesigned,andthemicronlevelmicrolensarrayismachinedonthemoldsteelbystudents.ThemachiningaccuracyofMLAsismeasuredbytheon sitemeasurementsystem.Throughthisexperiment,studentscangrasptheadvancedknowledgeinmechanicalfield,andexercisetheirpracticalabilityanddesignability.Keywords:microlensarrays;ultra precisionmachining;experimentalteaching;innovativeability收稿日期:2019 12 18基金项目:国家自然科学基金青年基金项目(51605101);广东省高等教育教学改革项目(粤教高函[2016]236号,粤教高函[2018]1号);广东工业大学本科教学工程项目(广工大教字[2017]101号,[2019]70号)作者简介:张胜辉(1974-),男,广东河源人,硕士,实验师,从事机电传动与控制、数据库原理及应用的实验教学与研究。

余景池-单点金刚石车削工艺研究

余景池-单点金刚石车削工艺研究

Moore UPL250三轴单点金刚石车床
自行开发的DJC350三轴单点金刚石车床
自由曲面车削有两种形式:慢刀伺服(刀具运动的频率通常低于2赫兹) 快刀伺服(刀具运动的频率通常可达200赫兹)
5.自由曲面超精密车削与检测工艺
自由曲面加工的流程
刀具半径补偿,数据插值, CNC文件生成
超精密车削
加工路径生成(螺旋线)
2. 单点金刚石车削刀具位置偏差的校正方法
单点金刚石车削刀具偏置对车削面形的影响
刀具垂直偏置后造成 车削球面半径的变大
R' = A'O = R 2 + dy 2
刀具水平偏置使实际加工 轨迹的位置偏离了理论值
∆z(x) = − x ⋅ ∆x R2 − x2
2. 单点金刚石车削刀具位置偏差的校正方法
该高次非球面与其最接近球面的偏离量超 过1mm,边缘切线斜率接近60度,形状陡 峭,属于典型的大数值孔径高次非球面。
4. 大数值孔径高次非球面超精密车削与检测工艺
基于微差原理的轮廓测量仪的加工和测量实验
1. 以相近数值孔径球面试切件调整刀具水 平偏置。
2. 对高次非球面进行首次车削。 3. 利用基于微差原理的接触式轮廓仪对首次
1. 概述
单点金刚石车削(SPDT)的特点: (Single Point Diamond Turning)
ü加工周期短 ü污染小 ü产品一致性好 ü有利于批量生产的质量控制
1. 概述
应用背景
国防工业
航天工业
民用工业
导弹红外成像制导反射镜 红外雷达反射镜
步兵及坦克夜视红外透镜 航空高速多瓣防滑轴承的内滚道
面形检测(三坐标测量)
自由曲面慢刀伺服车削示意图

单点金刚车快刀伺服加工微透镜阵列工艺探讨

单点金刚车快刀伺服加工微透镜阵列工艺探讨

单点金刚车快刀伺服加工微透镜阵列工艺探讨【摘要】单点金刚石车的快刀伺服加工技术可实现复杂面形光学零件的高效优质加工。

文中介绍了单点金刚车削以及快刀伺服的技术特点,以及对于加工微透镜的技术工艺路线予以分析和探讨,最后进行了零件的加工试验。

【关键词】单点金刚车;快刀伺服;微透镜阵列0.引言随着科学技术和信息化的迅猛发展,红外光学系统得到了飞速发展以及广泛的应用。

红外光学元件主要包括红外晶体软脆性材料光学元件和玻璃、碳化硅SiC等硬脆性光学元件,由于红外晶体类光学元件在特定运行条件下,晶体内自发的Raman散射光通过表面时会得到放大。

因此,晶体作为优质的光学材料,被较广泛地应用于红外光电仪器等非线性光学领域。

但由于晶体材料本身具有质软,易潮解,脆性高,对温度变化敏感,易开裂的特点,因此晶体材料的加工周期很长,而且非常难以加工。

尤其光学元件被业界公认为是最难加工的,随着对光学性能指标的要求不断提高,传统的光学元件加工方式已无法满足高精度的晶体材料光学元件的加工要求。

而快刀伺服FTS(Fast Tool Servo)加工技术则是通过驱动金刚石刀具产生高频响,小范围的快速精度进刀运动,并配合高精度的主轴回转和径向进给运动,来完成复杂面形零件的精密高效加工。

这种加工方法具有高频响,高刚度,高定位精度等特点,可以重复加工出具有复杂形状的各种异形元件,一次加工即可获得较高的尺寸精度,形状精度和极佳的表面粗糙度,从而能够实现复杂光学面形的高效高精度加工。

1.技术特点目前,准分子激光加工微投透镜的方法主要是准分子与激光与动态二元掩模法相结合(二元掩模法是指通过使用二元掩模制造微透镜的方法。

其主要加工特点为:(1)制造过程简单,(2)制造速度快,(3)制造成本低。

但由于自身的特点,所以其本身也有加工上的缺点:制造出的微透镜为非球面微透镜。

而相对来说,使用了单点金刚车的快刀伺服技术由于与有色金属亲和力好,其硬度、耐磨性以及导热性都非常优越,且刀具刃口极为锋利,刃口半径为0.5~0.01μm,同时可适用于加工非金属材料。

科技成果——高精度单点金刚石车削技术

科技成果——高精度单点金刚石车削技术

科技成果——高精度单点金刚石车削技术技术开发单位中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所技术简介航空航天、科学仪器等工业领域对复杂光学零件以及光学系统的结构、性能和成像质量等有着日益增加的需求。

与传统的回转对称光学曲面相比,光学自由曲面给光学设计人员提供了较大的设计自由度,使用一个或者少数几个自由曲面镜就可以代替多个球面、非球面光学元件,在提高光学性能的同时,缩减了光学系统尺寸,减轻了光学系统重量,并降低了成本,因此受到国内外研究人员的广泛关注。

单点金刚石超精密车削是自由曲面加工的一项重要方法,超精密车削比传统加工环境污染小,加工效率高,一致性好,且与传统加工相比生产成本低。

该技术以科学仪器等光学关键零件的制造为目标,通过对光学设计、模具超精密加工设备、加工用金刚石加工刀具及超精密车削加工工艺、热成型技术等研究,最终提供高精度低成本的单点金刚石车削产品和可靠的国产化加工设备及工艺,并且提供包括精密导轨零件、精密主轴零件、加工专用金刚石刀具等的加工设备及工艺。

在总体设计方面,单点金刚石精密车削设备采用T型结构布置,按照三轴设计(直线轴X、直线轴Z以及工件轴C)。

为了扩展设备的应用范围,设计时预留了Y轴及B轴的接口。

X、Z轴均可采用液体静压导轨,并采用直线电机驱动技术,保证导轨的运动直线度和定位精度,同时设备具有慢拖板伺服控制功能,也可以增加快速刀具伺服系统,极大地提高设备的扩展性。

为提高设备的通用性,增加C轴的位置伺服控制功能,这样可进行微结构和复杂曲面零件的超精密加工工艺技术研究。

设备的控制系统采用基于UMAC运动控制卡的数控系统,具有良好的开放性和可靠性。

技术指标最大加工工件尺寸:φ300、φ600、φ1000;X、Z轴导轨:有效运动行程:350mm、20000mm;运动直线度:0.3-0.5μm/300mm,0.1μm/100mm(水平面内);0.5-0.7μm/300mm,0.15μm/100mm(垂直面内);刚度:750N/μm(垂直面内)450N/μm (水平面内);运动分辨率:0.01μm;C轴主轴:主轴最高转速:2000rpm,C轴最高转速:900°/s,刚度:100N/μm,回转精度:小于0.1μm,位置分辨率:±1角秒;压电陶瓷快速刀具伺服系统:运动分辨率:0.01μm;最大行程:100μm;最高响应频率:200Hz。

微透镜阵列单点金刚石车削补偿技术

微透镜阵列单点金刚石车削补偿技术

微透镜阵列单点金刚石车削补偿技术
王之岳;陈灶灶;朱利民;张鑫泉
【期刊名称】《光学精密工程》
【年(卷),期】2022(30)7
【摘要】为了提高微透镜阵列单点金刚石车削的加工精度与一致性,提出了加工误差的理论模型,并针对其补偿方法进行了理论分析和实验研究。

将微透镜阵列加工等效为自由曲面加工,通过建立单点金刚石慢刀伺服切削模型,计算了理论曲面在每一个切削点处沿切削方向的曲率半径;结合刀具等效倾斜角模型和机床加工时延模型,进一步得到了慢刀伺服切削微透镜阵列误差面形的理论预测值。

然后,使用原位测量设备测量处理得到实际加工误差,将面形误差理论值与实际加工误差测量值比较,并将面形误差理论值预补偿到加工程序中。

实验结果表明,面形误差理论值与实际加工误差测量值具有一致性,两者偏差在[-0.7μm,0.3μm];补偿加工后微透镜阵列的PV值从5.4μm降低到0.6μm。

所提出的微透镜阵列的单点金刚石车削加工与补偿方法能够预测误差面形,显著提升面形精度与一致性。

【总页数】8页(P813-820)
【作者】王之岳;陈灶灶;朱利民;张鑫泉
【作者单位】上海交通大学机械与动力工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】O439
【相关文献】
1.红外光学元件的单点金刚石精密数控车削加工技术研究
2.微透镜阵列快刀伺服车削进刀路径生成与优化研究
3.车削掩檬的石英非球面微透镜阵列制作方法
4.单点金刚石车削技术的研究
5.微透镜阵列慢刀伺服金刚石车削位置精度的研究
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微透镜阵列的加工技术研究

微透镜阵列的加工技术研究

微透镜阵列的加工技术研究
陈祥献
【期刊名称】《浙江大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】1998(032)003
【摘要】我们运用紫外光刻及热熔成形的方法,制作了20mm*20mm的折射型微透镜阵列,单元微透镜相对口径为F/2单元透镜直径90μm,中心间隔100μm。

【总页数】6页(P286-291)
【作者】陈祥献
【作者单位】浙江大学
【正文语种】中文
【中图分类】TH74
【相关文献】
1.集成成像系统中高填充率微透镜阵列的设计与加工 [J], 孟繁斐;步敬
2.球面上微透镜阵列超精密慢伺服加工精度影响因素的研究 [J], 孙豪;起建立;林泽钦;王素娟;颜志涛
3.辊筒模具微透镜阵列的慢刀伺服成形加工 [J], 乔政;吴言功;刘玉涛;王波;张鹏
4.微透镜阵列的慢刀伺服加工表面粗糙度预测模型 [J], 林泽钦;陈新度;颜志涛;孙豪
5.微透镜阵列超精密加工实验教学探索 [J], 张胜辉;刘强;赵荣丽;成思源;冷杰武因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

矿产

矿产

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

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