非球面三軸數(shù)控超精密磨削系統(tǒng)及加工技術研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代先進光學制造技術的迅速發(fā)展，非球面光學元件以其優(yōu)于球面的成像質量和良好的空間結構性能已廣泛的應用于現(xiàn)代軍事和民用產品中。近年來，空間光學系統(tǒng)非球面反射鏡的大型、輕質化技術要求及民用非球面產品的小型化、批量化技術要求都對非球面加工技術提出了新的挑戰(zhàn)，微晶玻璃、光學晶體、超硬度鋼等硬脆、難加工材料的超精密非球面加工技術越來越成為限制其應用的瓶頸，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。
　　

2、本文主要針對三軸數(shù)控非球面磨削技術進行研究，采用計算機數(shù)控技術實現(xiàn)高表面質量、高形狀精度非球面光學元件的高效和柔性自動化生產，使光學零件加工擺脫對熟練技術工人的依賴，真正實現(xiàn)非球面光學元件的確定性加工；并且，通過該技術直接加工成型的非球面模芯，可以實現(xiàn)光學玻璃、塑料等材料小口徑非球面光學元件的大批量生產，從而使加工費用得以降低，為實現(xiàn)光學非球面元件的批量化生產提供工藝技術保障。其具體研究內容包括：
　　對難加工材料非球面超精密磨削

3、加工技術進行研究，在砂輪圓弧包絡加工原理上建立平行法磨削幾何模型與數(shù)學模型，并以該數(shù)學模型為加工原理，以哈爾濱工業(yè)大學研制的亞微米超精密車床為基礎，以滿足最終加工精度指標要求為設計原則，研制了三軸聯(lián)動難加工材料非球面超精密磨削加工系統(tǒng)。
　　針對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)律進行研究，建立了三軸聯(lián)動非球面磨削加工數(shù)學模型，利用B軸聯(lián)動技術從理論上消除非球面圓弧包絡加工時砂輪截面廓形誤差對非球面面形精度的影響，

4、同時還可以實現(xiàn)大陡度非球面的超精密磨削加工。
　　針對平行法磨削加工過程中工件表面的創(chuàng)成機理進行研究，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)學模型，以此數(shù)學模型為基礎，通過仿真分析研究磨削過程中相關工藝參數(shù)對非球面零件表面粗糙度的影響規(guī)律，為實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）為下位機控制中心，建立基于PC機的開放式三軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)