【机械类毕业论文中英文对照文献翻译】用常规铣床制造准光镜
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机械类毕业论文中英文对照文献翻译
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【机械类毕业论文中英文对照文献翻译】用常规铣床制造准光镜,机械类毕业论文中英文对照文献翻译,机械类,毕业论文,中英文,对照,文献,翻译,常规,铣床,制造,准光镜
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用常规铣床制造准光镜Daniel Boucher, Jean Burie, Robin Bocquet, and Weidong Chen龚仁华译摘 要：这里描述了一种加工镜子的改进方法，仔细的选择机器的参数和运行的表面参数可以生产出具有足够的15的精度。大量的焦距在50毫米到900毫米之间的球形,抛物线形及椭圆形镜子是使用这种方法加工的。埃里克森已经研究出来了怎么把焦距比提到最高的方法。而这些光学仪器,基本上是用于研制我们的远红外光谱仪。使用相当低的源动力就可以在这类仪器上完成最精确的光线设计。整个系统将被描述成为一个独立的部分，人们将看到,光束传播时的功率损耗已经达到非常低的绝对水平,基本上不会超过1 - 2%。关键词：铣床：离轴角1.介绍在亚毫米波或者是远红外领域，光线的传递比光线的反射的损耗要高出很多。主要是由于传播的介质材料具有较高的吸收作用和制造增透层要求较高。从高斯光束转换方面来说，使用金属反射镜通常是一个很好的解决办法。反射聚焦镜在大功率处理的能力和宽频带操作上有额外的优势。N.R埃里克森在若干年前提出了一个很科学解决方法，他只用一台传统铣床来加工离轴镜。这种方法已经被许多工人在远红外领域中使用，至今仍然很受欢迎。它使光学器件的生产成本适中,而且不影响铣削过程中相关步骤中固有的数值。在本文中,我们应用抛物线原理和椭圆球面镜检查的细节对原来N.R埃里克森的方法提出了一些调整和改进。通过仔细估算误差函数再加以修改得到的结果表明：大尺寸衍射限制的镜子(即焦距比小的镜子)可以比原来工作预期的更容易制造。2.完成圆锥曲线使用N.R埃里克森的方法,确定圆锥曲线铣床的制造的表达式：r(z)=(ztan+S)+R-(z/cos)d ( 1 )下图表示铣床的配置。铣头与常规垂直轴的夹角为（90）。回转台的轴线被称为Z轴，在Z=0的平面上，平面上测得的S长度就是刀具和回转台轴线的距离。d的长度就是在垂直面上铣削轴线与回转台手臂的轴线之间的距离，R表示刀具切削轨道的半径。在任何情况下焦点都位于Z轴上的Z=0点。俯视图光轴投影旋转台轴线旋转台手臂部分切削刀具侧视视图光轴图：铣床机构原理图方程(1)得到的是双重值,但我们可以看到下面只有“-d” 对应一个真正的圆锥形函数。z级数展开大概为零，那么我们要解决的问就是：r(z)=S+(R-d)+(2Stane)z+(d/Rcose)-lz+(d/4 Rcos)z+(d/8 Rcos)z+ .+ e1n2k(Rcose) z ( 2 )其中e=d/(Rcos)，K=1,2,3.n下面这个函数可以与在（2）表达式中圆锥函数的一般表达式相比较：r(z)=eh+(2eh)z+(e-1)z ( 3 )这个表达式用来证实前面提到由N.R埃里克森得出的关于d的表达式的观点。在(3)中，e就是所谓偏心距参数,它的作用为：e=1的时候是抛物线e1的时候是双曲线h确定圆锥曲线准线的位置。式中清楚地表明一个旋转曲面可以被分为一个确定的数和发散函数高次项的总和E。即：E= （ 4 ）其中En=e1n2n( Rcos)z误差函数的收敛性就可以很容易地表示为z Rcose。因此适当的选择参数R,e、D(镜子尺寸)可以减少加工中的误差问题。方程(2)可以用来表示机械参数中所有的圆锥曲线。可以用三个同步的非线性方程解决。e=d/(Rcos2) ( 5 )h=Stan/e ( 6 )eh=S+(R-d) ( 7 )这可以说明这个方法并不只适用于一种解决方案。为了确定E函数的临界值也可以添加一些额外的约束。在简单考虑的基础上可以获得一个理论上的估计值。对于衍射限制的聚焦镜，表面粗糙度的均方值的不得超过/ 50。最大的表面误差要求小于/17，这样才能更好的达到其理想的性能。虽然这个问题不同于目前所说这种情况,表面误差并不是随机分布的，在衍射限制的条件下，可以用等效限制的方法来进行合理的运算。其中最大误差用r来表示。r =r(true conic curve)-r(actual generated curve) ( 8 )屈服于r= E/2r = Ez/2r 其中 E=d/(4Rcos) ( 9 )根据衍射限制的条件我们可以得到：r k/17 或者 E 2f/D （10）其中D是指镜子的直径。(5),(6),(7)和(9)给出了四个方程式，结合机械参数和镜子的参数可以得出：4Eh=( 1 +tan-e)tan/(1 +tan)(tan-e) ( 11)S=eh/tan (12)R=e/(2coseE) (12)d=Recos (14)这个问题就可以被精确地解决了。由给定的方程式可以确定Eo，e和h，的值。同样也可以得到S，R和d的值。方程(13)可以看出，R的值是越大越好。但是在实际情况下它的数值是有限制的,它受到机械本身和机械振动的约束。一般在我们使用的机械系统中R = 100毫米是一个最大的值。在这方面还有另外一点需要留意。我们注意到在当Z=0的时候会获得一个无效的廓形误差,相应的,对于一个抛物线,就是90的离轴镜。假如椭圆表面的无效误差明显的符合相同的值Z=0。我们将会在下面看到更多在这种情况下的详细说明，这代表一个特定的离轴的情况。偏心距参数e用来确定离轴角。在90离轴的情况下不能达到。在他的原著中对于任何加工型材任何离轴的情况的可能性，N.R埃里克森都做出了结论。这项结论并不适用需要达到最高的轮廓精度的情况。3.轴偏离90的抛物面镜子作为第一个例子,我们将讨论抛物面镜子，100毫米90焦距的时候,长轴固定,有限衍射为2500千兆赫。可接受的峰值错误是k / 17,接近6微米。对于抛物面：e=1h=f(1+cos)其中f是镜子的实际焦距，是离轴角。对于f / 5抛物面约束(10)得到：E1.2510由方程(11)可得, 可以取47.5。S，R，d的值就可以通过求解非线性方程(12)，(13)，(14)来确定，可以得到：S=91.5mm，R=74.1mm,d=34.0mm使用这些值可以得到一个误差函数(8)的图.II。这样我们就可以得出结论：这个装置在直径20为毫米，对应f / D = 5的时候将达到衍射极限。r(um)Z(mm)图 II 100毫米抛物面镜子焦距的误差函数4.椭球面镜从ABCD定律来看椭圆球面镜子可以看作是一个简单聚焦元件，其等效焦距f由下面得到：f=f1f2/(f1+f2)fl、f2分别是焦点和椭球面截面的中心点。(图.III)。焦点是总是位于镜子截面的中心。所以对离轴角小于90。偏心距由厦门可以得到：e=sin/(1+cos)这样正如上文所言。fl-f2这对参数完全确定了离轴角的值。参数可表示为：f1=f(1+cos),h=f1/sinE2f1/D现在我讨论椭圆球面镜子的例子。相关的参数：等效焦距f= 100毫米,离轴角近似等于70(即f1 = 134毫米)和f / 5，有限的衍射达到2500千兆赫,如：ED。6讨论性能受到扭曲影响的离轴镜(Ld)或者受到正交偏振影响的离轴镜(Lc):Ld=mtan(/2)/8fLc=mtan(/2)/4f其中m是镜面的光束半径,是镜子离轴角。考虑到镜子光圈和光线截断的影像,要得到耦合效率约99%的一个基本高斯光束需要镜面的直径至少大于光束半径的三倍。我们接下来可以得到：Ld=tan(/2)/128(f/D)Lc=tan(/2)/64(f/D)对于由90的离轴面镜产生的基本高斯光束其离轴损失与焦距比的关系在下面的图.IV中表示。这些损失在f / D3的时候明显可以忽略不计。 损失(%)f/D图.IV镜子离轴损失和f/ D的变化关系7.结论这里描述了一种加工镜子的改进方法，仔细的选择机器的参数和运行的表面参数可以生产出具有足够的15的精度。大量的焦距在50毫米到900毫米之间的球形,抛物线形及椭圆形镜子是使用这种方法加工的。埃里克森已经研究出来了怎么把焦距比提到最高的方法。而这些光学仪器,基本上是用于研制我们的远红外光谱仪。使用相当低的源动力就可以在这类仪器完成最精确的光线设计。整个系统将被描述成为一个独立的部分，人们将看到,光束传播时的功率损耗已经达到非常低的绝对水平,基本上不会超过1 - 2%。8.参考文献：1.N.R.ERICKSON, Off-axis mirror made using a conventional milling machine, Appl. Opt.,18,956-957,1979 2.G.GIRARD and A. LENTIN, Gomtrie/Mcanique, Hachette, 1964 3.P.F.GOLDSMITH,Quasi-optical techniques at millimeter and submillimeter wavelengths,Infrared and millimeter waves,6,ch.5,1982 4.J.RUZE, Antenna tolerance theory-A review,IEEE Prec.,54, 633-640,1966 5.J.A.MURPHY,Distortion of a simple Gaussi
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