《薄形軸對稱非球曲面零件的高效超精密加工新方法研究》是依託湖南大學，由袁巨龍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：薄形軸對稱非球曲面零件的高效超精密加工新方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：袁巨龍
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
提出一種利用工件彈性變形採用平面加工方式對薄形軸對稱非球面零件進行超精密加工的新方法：根據預期板狀零件工作表面輪廓，製作負形靠模，充當工件夾具；將精密板狀工件毛坯在彈性變形範圍內用真空吸附方式緊密吸附於負形靠模表面；以平面研磨、拋光等技術對毛坯進行精密與超精密加工；加工完成後從負形靠模上釋放工件，工件彈性變形恢復，被加工表面即形成預期輪廓。該方法使複雜的曲面加工轉變為簡單、易操作的平面加工。本項目通過理論分析、實驗研究和數值模擬，揭示零件材料彈性變形的力學作用機理，工件變形量與應力分布的規律，工件表面的吸附過程及吸附效應，以及負形靠模的設計原則和製造方法；構建加工實驗平台，進行加工工藝參數和負形靠模設計參數最佳化。發展了非球面超精密加工技術，為薄形非球面零件的高效、低成本、批量超精密加工提供新方法，具有重要的理論意義和廣闊的套用前景。
結題摘要
本項目提出了一種利用工件彈性變形採用平面加工方式對薄形軸對稱非球面零件進行超精密加工的新方法。項目研究建立了硬脆材料斷裂極值分布預測模型，並通過樣本實驗驗證了所建立模型的正確性，為靠模的設計及目標面型的可加工性評價提供了依據；通過有限元仿真確定了工件懸臂寬度、徑厚比等因素對吸附貼合過程的影響，為最佳化加工工藝提供了參考；確定了基於真空吸附方式的工件變形控制方案，並在常規精密平面拋光機上整合變形控制系統組建了基於彈性變形原理的非球面加工系統；設計並製作了鋼製溝槽真空吸附夾具及多孔陶瓷材質真空吸附夾具；在所建立的加工系統上加工石英玻璃材質拋物面，加工面型精度為P-V 1.8 μm，表面粗糙度為Ra 7 nm，耗時135分鐘，驗證了本項目加工方法可以實現非球曲面的精密高效加工，為薄形非球面零件的高效、低成本、批量超精密加工提供新方法，具有重要的理論意義和廣闊的套用前景。
