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非球面模具斜轴磨削工艺参数优化与试验研究

黄静 龙青松 高荣 张弓 周红艳

黄静, 龙青松, 高荣, 张弓, 周红艳. 非球面模具斜轴磨削工艺参数优化与试验研究[J]. 制造技术与机床, 2023, (4): 97-103. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.015
引用本文: 黄静, 龙青松, 高荣, 张弓, 周红艳. 非球面模具斜轴磨削工艺参数优化与试验研究[J]. 制造技术与机床, 2023, (4): 97-103. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.015
HUANG Jing, LONG Qingsong, GAO Rong, ZHANG Gong, ZHOU Hongyan. Experimental study on optimization of single point grinding process for aspheric mould[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (4): 97-103. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.015
Citation: HUANG Jing, LONG Qingsong, GAO Rong, ZHANG Gong, ZHOU Hongyan. Experimental study on optimization of single point grinding process for aspheric mould[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (4): 97-103. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.015

非球面模具斜轴磨削工艺参数优化与试验研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.015
基金项目: 高强度、高耐磨特种锌基合金材料成分和生产工艺的研究(2017QY028)
详细信息
    作者简介:

    黄静,女,1981年生,硕士,研究方向为精密磨削、高速磨削。E-mail:224150128@qq.com

    通讯作者:

    黄静,女,1981年生,硕士,研究方向为精密磨削、高速磨削。E-mail:224150128@qq.com

  • 中图分类号: TH161+.1

Experimental study on optimization of single point grinding process for aspheric mould

  • 摘要: 针对纳米加工中碳化钨模具表面波纹度对非球面玻璃成像性能影响的问题,通过对单点斜轴磨削中的磨削刀具振动分析和磨削理论残余误差分析,阐述磨削工艺参数对表面波纹度的影响机理。结合磨削试验对磨削工艺参数进行优化,得到理想的磨削工艺参数:主轴转速40 000~45 000 r/min,工件转速为200 r/min,工作台轴向进给速度为0.1 mm /min,磨削深度为0.1 μm以下时,表面波纹度可达到理想的均匀交叉状态且表面波纹度wz值可控制在30 nm以内。

     

  • 图  1  两种常用的非球面磨削方法

    图  2  单点斜轴磨削位置关系

    图  3  相邻轨迹间理论残余误差模型图

    图  4  残余误差模型放大图

    图  5  非球面磨削设备

    图  6  主轴转速对波纹度的影响

    图  7  不同转速下碳化钨表面波纹度

    图  8  不同工作台轴向进给速度、磨削深度时主轴的振动情况

    图  9  工作台轴向进给速度、磨削深度对碳化钨磨削表面波纹度的影响

    表  1  磨削轴转速对表面波纹度的影响

    编号配重修
    正量/mg
    磨削轴与工件最
    佳配比转速ns/(r/min)
    波纹度轮廓的最大
    高度值wz/nm
    1120 00051
    2125 00048
    3130 00045
    4135 00043
    5138 00040
    6140 00037
    7142 00038
    8145 00038
    9148 00039
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    表  2  不同工作台轴向进给速度、磨削深度时主轴的振动情况

    试验号工作台轴向进给
    速度va/(mm/min)
    磨削深
    ap/μm
    主轴振
    幅/nm
    122±20
    212±18
    30.52±15
    40.51.5±14
    50.51.0±11
    60.50.5±8
    70.50.3±6
    80.50.1±5
    90.32±13
    100.31.5±12
    110.31.0±9
    120.30.5±6.5
    130.30.3±4.4
    140.30.1±4.2
    150.12±12
    160.11.5±10.3
    170.11.0±8
    180.10.5±6
    190.10.3±4.1
    200.10.1±4
    下载: 导出CSV

    表  3  工作台轴向进给速度、磨削深度对碳化钨磨削表面波纹度的影响

    试验号工作台轴向进给速度va/(mm/min)磨削深度
    ap/μm
    波纹度轮廓的最大高度值wz/nm
    111176
    20.80.885
    30.50.558
    40.50.349
    50.50.247
    60.50.141
    70.50.0538
    80.30.551
    90.30.342
    100.30.240
    110.30.138
    120.30.0535
    130.20.547
    140.20.341
    150.20.238
    160.20.133
    170.20.0532
    180.10.543
    190.10.338
    200.10.234
    210.10.129
    220.10.0528
    下载: 导出CSV
  • [1] Katsuki M. Glass molding and mold machining for optical elements[C]. International Molded Optical Conference, May 25-26, 2007, Bremen, Germany, 2007: 7-14.
    [2] Guo B, Zhao Q L, Jackson M. Precision grinding of binderless ultrafine tungsten carbide (WC) microstructured surfaces[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2013, 64(5-8): 727-735. doi: 10.1007/s00170-012-4068-5
    [3] Suzuki H, Kodera S, Maekawa S, et al. Study on precision grinding of micro aspherical surface feasibility study of micro aspherical surface by inclined rotational grinding[J]. Journal of the Japan Society of Precision Engineering, 1998, 64(4): 619-623.
    [4] 陈逢军, 尹韶辉, 范玉峰, 等. 一种非球面超精密单点磨削与形状误差补偿技术[J]. 机械工程学报, 2010, 46(23): 186-191.
    [5] Yan G P, You K Y, Fang F Z. Ultraprecision grinding of small-aperture concave aspheric mould insert with tilt axis method[J]. Procedia CIRP, 2018, 71: 505-510. doi: 10.1016/j.procir.2018.05.010
    [6] 郭兵, 赵清亮, 李洪亮. 无结合剂碳化钨非球面模具的超精密磨削加工[J]. 机械工程学报, 2014, 50(13): 190-195.
    [7] Saeki M, Kuriyagawa T, Syoji K. Machining of aspherical molding dies utilizing parallel grinding method[J]. Journal of JSPE, 2002, 68(8): 1067-1071.
    [8] 席建普, 刘同士, 李亚东, 等. 大口径非球面镜交叉磨削中波纹度产生机理的研究[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2020, 40(3): 91-97. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2020.3.0015
    [9] 毕果, 郭隐彪, 郑茂江. 砂轮磨削振动对工件表面形貌特征的影响研究[J]. 机械科学与技术, 2013, 32(8): 1118-1123. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2013.08.004
    [10] 林晓辉, 马凯威, 黄海滨, 等. 轴对称非球面磨削表面粗糙度和波纹度分布特性[J]. 强激光与离子束, 2015, 27(9): 092013-1-092013-5.
    [11] 李伯民, 赵波. 现代磨削技术[M]. 北京: 机械工业出版社, 2004.
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  • 收稿日期:  2022-10-19
  • 录用日期:  2023-02-18

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