双主轴非球面加工机床误差的分析及检测的研究硕士论文

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1、工学硕士学位论文双主轴非球面加工机床误差分析及检测研究（学术型）ERRORANALYSISANDMEASUREMENTRESEARCHFORDUAL-SPINDLEASPHERICSURFACEPROCESSINGMACHINETOOL张坤哈尔滨工业大学2012年7月国内图书分类号：TH161+.2学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文双主轴非球面加工机床误差分析及检测研究（学术型）硕士研究生：张坤导师：孙涛教授申请学位：工学硕士学科：机械制造及其自动化所在单位：机电工程学院答辩日期：2012年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedInde

2、x:TH161+.2U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineering(Academic)ERRORANALYSISANDMEASUREMENTRESEARCHFORDUAL-SPINDLEASPHERICSURFACEPROCESSINGMACHINETOOLCandidate：ZhangKunSupervisor：Prof.SunTaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalManufacturingandAutomationAffili

3、ation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要非球面元件因具有矫正像差和简化系统等优良特性，被广泛应用于航空航天，国防工业、民用光学等方方面面，而非球面元件的精度成为限制其应用的主要因素。单点金刚石加工作为非球面加工的重要技术，如何进一步提高其加工精度成为各国研究的热点。但针对双主轴形式加工机床加工精度的研究还不够深入，本文以双主轴非球面加工机床为基础，进行误差分析

4、与检测的相关研究。本论文以双主轴非球面加工机床的几何误差为研究对象，在分析国内外误差模型与误差测量方案的基础上，建立了双主轴非球面加工机床几何误差模型，分析了该超精密加工机床的误差组成和特点，讨论了误差测量方案的设计和误差补偿方案的可行性。运用多体系统运动学的方法，对此双主轴非球面加工机床进行了几何误差建模。首先，在明确机床各个部件运动关系的基础上，建立了机床的绝对坐标系和相邻体的参考坐标系，并在此基础上，分析了各个相邻体的理想运动和有误差运动的特征矩阵。分析该超精密机床的几何误差，建立了该机床的拓扑结构图，总结出该机床的两个误差运动分支，建立了双主轴非球面加工机床的几何误差模型，并

5、给出了加工误差模型表达式，简单分析了其中的误差项。由于本机床结构形式的特殊性，对误差检测带来了更高的要求，在综合考察现有机床误差检测方案的基础上，对需要检测的误差项进行了简化，并结合激光测量系统和圆度测量系统，提出了针对本机床的误差测量系统，完成了误差测量任务。在建立超精密机床加工误差模型的基础上，综合考虑本机床的加工特点，对实际加工效果进行仿真研究，对影响加工精度的各项误差进行仿真模拟，并制定该机床几何误差补偿方案。关键词：双主轴机床；非球面加工；几何误差；误差建模；误差测量-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAsphericcomponentsarewidelyu

6、sedinastronautics,nationaldefenseindustry,civilianopticsandsoon,becauseofitsexcellentcharacteristicsascorrectionofaberrationandsimplificationofsystem.Whiletheirmachiningaccuracybecomethemainfactortolimittheirapplication.Single-pointdiamondmachiningtechnologyisoneofthemostimportanttechnologiesin

7、asphericcomponentsmachiningandhowtoimproveitsaccuracybecomeahottopic.Butthereisnodeepinvestigationonthedual-spindletoolmachine.Sobasedonthedual-spindleasphericsurfaceprocessingmachinetool,thisarticlefocusesonthecorrelationanalysis