在光学自由形表面的超精密加工中,通过基于模拟的分析来确定动力学和界面力的决定因素
Ali Khaghani1, Atanas Ivanov1, Kai Cheng1
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering (MAE), Brunel University London, London UB8 3PH, UK.
Micromachines
|December 23, 2023
概括
本研究介绍了金属矩阵复合材料 (MMC) 用于钻石机 (DTM) 的线性轴承,以改进光学自由形表面加工. 使用MMC可以显著降低刀道压力,提高加工精度和动态性能.
科学领域:
- 制造业 工程 制造工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 光学自由形表面的超精密加工主要依赖于钻石机 (DTM).
- DTM 的动态性能受到工具路径生成和液压轴承的影响.
- 传统的线性轴承材料可能会限制可实现的精度和表面质量.
研究的目的:
- 调查在DTM中用金属矩阵复合材料 (MMC) 取代传统线性轴承材料的影响.
- 分析界面切削力对加工精度和动态性能的影响.
- 为了提高加工光学自由形表面的精度和质量.
主要方法:
- 使用ADAMS软件进行基于模拟的分析.
- 在工具尖和工件上研究切割界面的切削力.
- 在STS模式下模拟超精密加工,以检查力-曲率关系.
主要成果:
- 与传统材料相比,金属矩阵复合材料 (MMC) 显著降低了刀道压力.
- 接口切削力直接影响线性滑道的性能.
- 使用轻质MMC材料可以提高DTM系统的动态性能.
结论:
- 金属矩阵复合材料为提高超精密加工中的精度和动态性能提供了一个有希望的替代品.
- 了解和控制切割界面力量对于高精度定位和运动控制至关重要.
- 这项研究为精密制造的进步铺平了道路,可能扩展到小工程.
