光學(xué)曲面表面形貌的重構(gòu)與評(píng)價(jià).pdf

1、非球面及自由曲面光學(xué)零件能夠有效的校正像差、改善成像質(zhì)量、擴(kuò)大光學(xué)系統(tǒng)的視場(chǎng)，并使光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化、重量減輕，使得非球面及自由曲面光學(xué)零件在軍事、醫(yī)療、航空航天等行業(yè)的需求日益增高。然而由于非球面及光學(xué)自由曲面復(fù)雜的幾何特征和光學(xué)特性，導(dǎo)致其設(shè)計(jì)、加工及評(píng)定的難度大大提高，極大程度的限制了其在民用領(lǐng)域的發(fā)展。因此開展非球面表面形貌的重構(gòu)與評(píng)價(jià)的研究十分必要。
　　在自由曲面加工方面，近年來三維橢圓振動(dòng)切削由于其摩擦力逆轉(zhuǎn)與間歇

2、性切削的特點(diǎn)，被認(rèn)為是最有前途的加工方法，有著廣闊的應(yīng)用空間。而關(guān)于三維橢圓振動(dòng)切削加工表面形貌研究方面卻鮮有報(bào)道，因此本文在測(cè)量與重構(gòu)技術(shù)研究基礎(chǔ)上，針對(duì)三維橢圓振動(dòng)切削的表面形貌展開了檢測(cè)與評(píng)價(jià)研究。
　　首先，本文搭建了在位測(cè)量實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并完成了測(cè)量軌跡的規(guī)劃。通過在位測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)了橢圓振動(dòng)切削表面形貌的在位測(cè)量,并利用移動(dòng)最小二乘法對(duì)測(cè)量的離散數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行擬合,得到了擬合后的法向補(bǔ)償方向,對(duì)重構(gòu)后的表面進(jìn)行半徑誤差補(bǔ)償，得到的

3、面形為光學(xué)表面評(píng)價(jià)奠定了基礎(chǔ)。
　　其次，利用小波包分析，通過小波包的分解和重構(gòu)，得到了表面形貌的高頻誤差（表面粗糙度）和低頻誤差（面形誤差）。基于小波包分析，并通過對(duì)表面粗糙度、PV值、均方根誤差等表面評(píng)價(jià)參數(shù)的計(jì)算，揭示了橢圓振動(dòng)切削中振動(dòng)參數(shù)對(duì)表面形貌的影響規(guī)律，對(duì)切削過程中振動(dòng)參數(shù)的選取進(jìn)行了定量的分析。
　　最后，通過對(duì)三維橢圓振動(dòng)切削參數(shù)的研究，選取影響三維橢圓振動(dòng)切削表面形貌的主要參數(shù)進(jìn)行變量設(shè)計(jì)，根據(jù)三維橢圓