1、隨著光電子學的發(fā)展，光學元件在航天、軍事、醫(yī)學、通訊等一系列科技領(lǐng)域中起到了關(guān)鍵甚至決定性的作用，非回轉(zhuǎn)對稱光學曲面(Non-Rotationally Symmetric Surface，簡稱 NRS曲面)元件已成為光電產(chǎn)品中不可替代的關(guān)鍵零部件。但是，現(xiàn)有制造加工NRS曲面的技術(shù)方法，加工時間長、成本高。因此，高效精密并且低成本的加工NRS元件成為制約光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。設計開發(fā)一種大行程的快速伺服刀架(Fast Tool Serv

2、o，簡稱FTS)，使用金剛石車削加工的方法加工NRS元件成為解決上訴問題的核心技術(shù)。本文從大行程FTS的設計理論入手，對大行程、高頻響、高剛度的FTS系統(tǒng)進行設計研究，以漸進多焦點鏡片的加工為應用背景。
　　本文針對快刀伺服加工的特點，分析了快刀伺服加工切削力及其影響因素，進行了大行程FTS的設計，并確定FTS的相關(guān)設計參數(shù)。通過對導軌布置、導軌截面、驅(qū)動裝置、傳感器、慣性平衡方案的規(guī)劃和比較確定了大行程FTS總體方案。針對不同工

3、況和使用要求，設計了兩種類型的大行程FTS。
　　在大行程FTS-Ⅰ型裝置設計過程中，通過拓撲優(yōu)化的方法對滑臺結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，得到了核心元件滑臺的倒T形截面中空結(jié)構(gòu)形式，并利用ANSYS有限元軟件進行了動靜態(tài)特性分析。設計了滑臺緊固結(jié)構(gòu)和氣浮裝置并進行校核，建立了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的三維模型。通過熱傳導分析，建立電機線圈與滑臺之間的熱傳遞模型，并采用ANASYS有限元軟件進行熱傳導和熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，得到了FTS裝置的溫度場分布和變形，對隔熱