[发明专利]一种回转类零件在机精确快速找正装置及方法

说明书

一种回转类零件在机精确快速找正装置及方法，属于精密/超精密加工技术领域。找正装置包括主控制器、高精度位移检测装置和微纳米位移调整装置。首先，通过主控制器控制高精度位移检测装置对零件外圆跳动进行数据采集，采集数据低通滤波处理后进行最小二乘拟合；再计算零件最大偏移量及对应的偏移角度，通过主控制器控制机床主轴旋转定位到指定角度，采用微纳米位移调整装置对零件位移进行纳米至微米级范围的调整，调整完成后再对零件外圆进行检测；最后重复以上调整过程直至回转类零件外圆跳动满足精密/超精密加工要求。本发明具有精度高，可达亚微米级甚至纳米级，调整方便快捷，调整精度的可重复性好，对操作者技术依赖性低，易于实现自动化。

技术领域

本发明属于精密/超精密加工技术领域，具体涉及一种回转类零件在机精确快速找正装置及方法。

背景技术

高精度回转类零件，例如：环、轴、轴套、球面或非球面零件、罩壳等广泛应用于航空航天、军事、医疗、精密仪器仪表和精密物理实验等领域，为满足不同领域的高性能需要，对该类回转类零件提出了极高的加工要求，包括零件的圆度、圆柱度、轮廓度误差和壁厚误差等，其尺寸精度和形位精度达到微米亚微米级，甚至纳米级加工要求，目前该类零部件主要采用精密/超精密车削或磨削等方法进行加工。

目前，精密/超精密车削或磨削加工时，该回转类零件主要通过技术操作人员用百分表、千分表等对零件外圆进行圆跳动检测，然后采用铜、铝、塑料、橡胶等材质较软的工具敲击零件外圆，调整零件位置，确保零件的回转中心线和机床主轴的回转中心线的重合度误差在较小的范围，该调整过程属于零件装夹过程的找正，也是该类零件加工中的重要过程，现有人工找正方式，高技术的操作人员精密调整找正精度能达到微米级水平，虽难度较高，且由于找正精度限制，加工过程中必须为后续加工过程预留更大的加工余量，这就必然导致精密/超精密加工阶段的材料去除量大，加工时间长，成本高，且由于找正精度低，零件旋转时做偏心运动，加工余量不均匀，且工具的实际切削深度变化，导致加工过程切削力变化，加工表面质量不稳定，易引起刀具崩碎。此外，对于内外均需要进行加工以同时保证零件轮廓度误差和壁厚误差的零件，零件翻面后二次装夹时，由于找正误差的影响导致内外表面加工后的实际回转中心线偏差大，且无法通过增加余量进行消除，直接导致零件的壁厚误差无法达到加工要求，成为目前限制该类零件超精密加工中高壁厚误差控制的关键技术瓶颈。

为此发明一种新的适用于精密/超精密加工过程的零件高精度找正装置及方法，以满足精密/超精密加工过程零件高轮廓度误差和高壁厚误差的加工需求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明设计并提出了一种回转类零件在机精确快速找正装置及方法，以满足精密/超精密加工过程回转类零件高精度的找正需求。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种回转类零件在机精确找正装置，包括主控制系统、高精度位移检测装置6和微纳米位移调整装置14。

所述主控制系统用于控制高精度位移检测装置6检测回转类零件11外圆跳动，并对检测结果进行数据分析和处理，然后根据检测结果控制机床主轴(C轴)3旋转至指定角度，并控制微纳米位移调整装置14对回转类零件11位置进行调整，使得回转类零件11回转中心线和机床主轴(C轴)3回转中心线同轴度误差满足设计要求，以实现精确自动化找正。