非球面三軸數(shù)控超精密磨削系統(tǒng)及加工技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代先進(jìn)光學(xué)制造技術(shù)的迅速發(fā)展，非球面光學(xué)元件以其優(yōu)于球面的成像質(zhì)量和良好的空間結(jié)構(gòu)性能已廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代軍事和民用產(chǎn)品中。近年來，空間光學(xué)系統(tǒng)非球面反射鏡的大型、輕質(zhì)化技術(shù)要求及民用非球面產(chǎn)品的小型化、批量化技術(shù)要求都對(duì)非球面加工技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，微晶玻璃、光學(xué)晶體、超硬度鋼等硬脆、難加工材料的超精密非球面加工技術(shù)越來越成為限制其應(yīng)用的瓶頸，因此迫切需要研究、開發(fā)可以適用于硬脆、難加工材料的非球面超精密磨削加工技術(shù)。
　　

2、本文主要針對(duì)三軸數(shù)控非球面磨削技術(shù)進(jìn)行研究，采用計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)高表面質(zhì)量、高形狀精度非球面光學(xué)元件的高效和柔性自動(dòng)化生產(chǎn)，使光學(xué)零件加工擺脫對(duì)熟練技術(shù)工人的依賴，真正實(shí)現(xiàn)非球面光學(xué)元件的確定性加工；并且，通過該技術(shù)直接加工成型的非球面模芯，可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)玻璃、塑料等材料小口徑非球面光學(xué)元件的大批量生產(chǎn)，從而使加工費(fèi)用得以降低，為實(shí)現(xiàn)光學(xué)非球面元件的批量化生產(chǎn)提供工藝技術(shù)保障。其具體研究?jī)?nèi)容包括：
　　對(duì)難加工材料非球面超精密磨削

3、加工技術(shù)進(jìn)行研究，在砂輪圓弧包絡(luò)加工原理上建立平行法磨削幾何模型與數(shù)學(xué)模型，并以該數(shù)學(xué)模型為加工原理，以哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制的亞微米超精密車床為基礎(chǔ)，以滿足最終加工精度指標(biāo)要求為設(shè)計(jì)原則，研制了三軸聯(lián)動(dòng)難加工材料非球面超精密磨削加工系統(tǒng)。
　　針對(duì)平行法非球面磨削加工過程中面形精度影響因素和影響規(guī)律進(jìn)行研究，建立了三軸聯(lián)動(dòng)非球面磨削加工數(shù)學(xué)模型，利用B軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)從理論上消除非球面圓弧包絡(luò)加工時(shí)砂輪截面廓形誤差對(duì)非球面面形精度的影響，

4、同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)大陡度非球面的超精密磨削加工。
　　針對(duì)平行法磨削加工過程中工件表面的創(chuàng)成機(jī)理進(jìn)行研究，在加工表面后續(xù)磨削刃創(chuàng)成原理上建立非球面平行法磨削加工工件表面最大谷底磨削深度數(shù)學(xué)模型，以此數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，通過仿真分析研究磨削過程中相關(guān)工藝參數(shù)對(duì)非球面零件表面粗糙度的影響規(guī)律，為實(shí)際非球面平行法磨削加工工藝參數(shù)優(yōu)化提供了理論依據(jù)。
　　以PMAC（可編程多軸控制器）為下位機(jī)控制中心，建立基于PC機(jī)的開放式三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)