辊筒模具表面形状误差的在位测量方法研究
辊筒模压技术是目前微结构表面加工技术中较为先进的一种加工方法，不仅能加工出高精度、复杂的微结构表面，且具有生产效率高、成本低等特点。辊筒模具是辊压技术的关键零部件，辊筒模具表面微结构的加工误差将直接反映在光学薄膜上。高精度的辊筒模具加工离不开高精度的测量技术，现在市场上主流的工件轮廓测量技术是通过一些高精度的商用测量仪进行离线测量。但是由于辊筒模具体积、质量较大，不易进行离线测量且进行离线测量后不易进行补偿加工，所以有必要开发新的在位测量方法。但是在进行在位测量时，机床的运动误差会对测量结果产生影响，因此需开展误差分离技术的研究。本文的研究内容如下： （1）开展辊筒模具表面形状误差测量方法的研究。研究了基于柔性铰链的微位移平台辊筒模具直径、表面直线度、表面圆度的在位测量方法，并研究基于对置双测头测量辊筒模具锥度角与直径偏差的方法。 （2）研制了基于柔性铰链的微位移平台。微位移平台是实现辊筒模具表面形状误差测量的重要载体，进行了柔性铰链的结构设计与静力学仿真分析。并对研制的微位移平台进行了性能测试，实验结果表明研制了平台能满足后续误差分离的要求。 （3）分析影响测量系统精度的因素。针对直线度测量方法，分别分析了微位移平台定位误差、微位移平台偏摆角误差、辊筒机床导轨定位误差、传感器噪声误差。针对圆度测量方法分别分析了微位移平台定位误差、主轴回转定位误差、传感器对中误差，传感器噪声误差。仿真结果表明在测量系统存在上述误差时测量系统的直线度测量精度为±0.2μm，圆度测量精度为±0.1μm。 （4）进行辊筒模具表面形状误差的在位测量实验。进行了工件直径、圆度误差、直线度误差测量实验，将微位移平台测量结果与商用测量仪或标准件进行比较，得出直径测量误差为44μm，圆度的测量误差为0.07μm，直线度测量误差为±0.2μm，证明了上述仿真分析的正确性。最后，进行了一个大型辊筒模具表面形状误差的在位测量实验。
辊筒模具;表面形状;在位测量;误差分离;补偿加工
广东工业大学
硕士
机械工程
尹自强
2021
中文
TG83
2021-10-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）