《超精密研抛机床设计》.pdf

第 33卷 第 3期 长 春 工 业 大 学 学 报 (自然科学版) V0l_33No．3 2O12年 O6月 Journa1ofChangchunUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition) 超精密研抛机床设计 李迎春 ， 林洁琼 ， 王 磊 ， 刘建华 (长春工业大学 机电工程学院，吉林 长春 130012) 摘 要 ：采用一种新的复杂光学曲面研抛方法，设计 了一种可 以实现研抛工具与工件之间相 对位姿主动调整，并能高效、低成本加工创成非球面及 自由曲面零件的超精密研抛机床。通过 有限元分析软件 ANSYS对机床进行 了静力分析和模态分析 ，验证 了所设计的机床结构合理。 关键词 ：研抛机床 ；复杂光学曲面 ；气浮转台；精密摆 台 中图分类号 ：TH164 文献标志码 ：A 文章编号 ：1674—1374(2012)03—0292—06 Designofanultra—precisepolishingmachine LIYing—chun， IIN Jie—qiong ， WANG Lei， LIU Jian—hua (SchoolofMechatronicEngineering，ChangchunUniversityofTechnology，Changchun 130012，China) Abstract：W ith anew polishingmethod forthecomplex opticalsurfaces，an ultra—precisepolishing machineisdesigned．Itcanadjusttherelativepositionbetweenthepolishingtoolandtheworkpiece， andprocessew the non—sphericalsurfaceand free surfacewith high efficiency and low cost． The structureofthemachineisreasonablethroughstaticanalysisandmodalanalysisbymeansofANSYS analysis． Keywords：polishingmachine；complexopticalsurface；air—bearingrotarystage；preciseswingstage． 利用研抛工具的亚 口径机械式研抛是 目前加 0 引 言 工创成复杂光学 曲面主要方法 ，但无论是在创成 复杂光学 曲面涉及非球面和 自由曲面等光学 原理还是在加工装置上 ，都存在着难 以逾越 的固 曲面 ，具有十分突出的优越性 ，不仅在航天航空和 有缺陷。目前 ，许多研究主要是针对 回转对称非 国防等领域中有着重要的应用 ，而且在其它面向 球面光学零件 的加工技术及装备 删 。对于有复 消费者的工业领域也将 日益受到关注，它既可用 杂几何特征的光学 曲面 ，研抛去 除量 总是非均匀 于成像光学 ，也可用于非成像光学 。在先进光 变化的，这使得研抛工具与被加工工件之 间的变 学系统中能否成功地利用非球面及 自由曲面光学 形不一致，难以获得均匀一致 的面形精度 ；研抛工 零件 ，其关键还在 于能否实现非球面及 自由曲面 具去除工件材料所形成的加工表面残高也总是非 零件的高效、高精密、低成本的加工创成 。 均匀变化的，因而难以获得均匀一致的加工表面 收稿 日期 ：2012-013l 基金项 目：吉林省科技发展计划基金资助项 目 作者简介 ：李迎春 (1984一)，女 ，汉族 ，吉林长春人 ，长春工业大学助理实验师 ．硕