高速數(shù)控非球面加工技術(shù)研究.pdf

1、隨著國防工業(yè)、航空、民用光學技術(shù)的發(fā)展，各種高精度的非球面光學元件越來越多地應用于高性能要求的光學系統(tǒng)中。非球面光學元件具有矯正像差、簡化系統(tǒng)、提高光學系統(tǒng)精度等優(yōu)點。當前，光學非球面器件的使用主要受到其加工精度、表面質(zhì)量和制造成本的限制。單點金剛石超精密車削加工技術(shù)以其高表面質(zhì)量、低制造成本成為超精密加工光學元件的熱點。 由于工件與刀具相對運動形式?jīng)Q定了非球面的加工精度，本文針對光學非球面的加工機理，提出改善加工效率、提高加工

2、精度的加工方法，完成了實驗系統(tǒng)的搭建與測試實驗的進行，主要包括以下幾個方面： (1)從機床加工運動原理著手，由直線導軌驅(qū)動刀具，完成了刀具x軸高頻微進給，主軸y軸的水平移動，以及主軸的回轉(zhuǎn)所形成三軸聯(lián)動系統(tǒng)的搭建。不僅可以提高復雜球面超精密加工的加工精度和加工效率，在此基礎(chǔ)上還提出了非球面切削中工件均勻切削量的控制方法。 (2)根據(jù)所搭建硬件系統(tǒng)的特征，設計了高精度非球面制造系統(tǒng)的軟件模塊，包括非球面切削加工的工件安裝定

3、位、加工軌跡規(guī)劃、加工精度影響因素控制整套流程以及人機交互界面的設計。 (3)分析了超精密切削加工中誤差產(chǎn)生的原因和規(guī)律，提出了一種補償加工方法：從誤差數(shù)據(jù)中分離出主軸長度誤差、插補殘差等所引起的誤差，更新系統(tǒng)參數(shù)，將分離后剩余數(shù)據(jù)作為新的補償誤差數(shù)據(jù)進行補償加工。 最后對系統(tǒng)進行了測試實驗，結(jié)果表明所搭建的機構(gòu)及調(diào)試的平臺能夠平穩(wěn)有效地運動，并且達到了誤差要求。本文的研究將為研制超精密加工設備，實現(xiàn)光學非球面元件的低成