圆柱表面微结构阵列超精密车削加工技术.pdf

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1、第12卷第5期纳米技术与精密工程Vo1．12No．52014年9月NanotechnologyandPrecisionEngineeringSept．2014DOI10．13494／j．ripe．20140033圆柱表面微结构阵列超精密车削加工技术范占斌，戴一帆，关朝亮，铁贵鹏，朱登超’(1．国防科学技术大学机电工程与自动化学院，长沙410073；2．超精密加工技术湖南省重点实验室，长沙410073)摘要：辊子是光学薄膜模压制造的关键零件，其圆柱表面微结构复杂，表面粗糙度要求也极高．超精密车削成形作为微结构的一种高效加工方式，其加工的可达性、伺服刀具动态特性的制约、海量微结构的加工

2、长时一致性等是高质量辊子微结构加工所需解决的关键问题．本文以圆柱球面微结构阵列为例，从其数学描述入手，分析了刀具几何尺寸、伺服系统动态特性与微结构加工可达性之间的制约关系，并在自主研制的超精密车床和快刀伺服系统上进行了两种球面微结构的加工实验，得到了预期的微结构形貌，并对加工实验中发现的切深不一致现象给出了初步的解释．关键词：辊子；微结构阵列；超精密车削；快刀伺服系统中图分类号：TH161文献标志码：A文章编号：1672~030(2014)05-0358-07Ultra-PrecisionTurningProcessingTechniqueofMicrostructureArray

3、onCylindricalSurfaceFanZhanbin，DaiYifan，GuanChaoliang，TieGuipeng，ZhuDengchao'(1．CollegeofMechatronicEngineeringandAutomation，NationalUniversityofDe~nseTechnology，Changsha410073，China；2．HunanKeyLaboratoryofUltra—PrecisionMachiningTechnology，Changsha410073，China)Abstract：Therollerisacriticalpart

4、intheembossingofopticaldiffuserfilm．Itsmicrostructureoncy—lindricalsurfaceiscomplicatedanditsrequirementofSOl'aceroughnessisextremelyhigh．Astheultra—precisionturningmethodisahighlyefficientwaytoprocessmicrostructure，thekeyproblemsinneedofsolutioninmachiningrollermicrostructurewithhighqualityar

5、ethereachabilityofturningprocess，re—strictionofdynamiccharacteristicsofservotool，andprocessingconsistencyofmassivemicrostructure．Takingsphericalmicrostructurearrayoncylindricalsurfaceforexample，thispaperstartedwithmath—ematicexpressionofthesphericalarray，andanalyzedthegeometricdimensionoftheto

6、ol，andthere—strictiverelationshipsbetweendynamiccharacteristicsoftheservotoolandreachabilityofthemachineformicrostructure．Theexperimentfortwokindsofsphericalmicrostructurearrayswereconductedonself-developedultra—precisionlatheandfasttoolservosystem，andtheprospectivemorphologywasobtained．Thisst

7、udyprovidespreliminaryexplanationforthephenomenonofcuttingdepthinconsistencywhentheservotoolisrunning．Keywords：roller；microstructurearray；ultra—precisionturning；fasttoolservosystem光学薄膜广泛应用在手机、掌上电脑及笔记本电构．辊子模压是将辊子表面的微结构直接复印到光学脑等显示领域¨，其表面经