[发明专利]一种超精密车削刀具中心与B轴回转中心对正方法

权利要求书

1.一种超精密车削刀具中心与B轴回转中心对正方法，所采用的超精密车削装置包括X轴运动导轨、Z轴运动导轨、主轴、旋转平台，考虑到需要满足旋转平台回转中心与刀具中心完全对正，引入虚拟轴，即不需完全对正旋转平台回转中心和刀具中心，只需得到两者之间的位置关系，通过X轴运动导轨和Z轴运动导轨的运动进行补偿，达到完全对正, 包括步骤如下：

(1)安装好超精密车削装置，装置包括X轴运动导轨、Z轴运动导轨、主轴、旋转平台，其中，被加工件固定在主轴上，刀具安装在刀架并放置在旋转平台上；

(2)在不使用旋转平台的情况下按照超精密车削的方式计算加工路径，进行加工并对刀触点分布情况进行分析，路径方程为

Z＝z

C＝mod(atan2(y,x),2π)

其中，X、Z、C分别表示X轴运动导轨、Z轴运动导轨、主轴的运动量，(x,y,z)表示被加工件表面上点的坐标，x，y，z分别表示被加工件表面上点的坐标，mod为同余函数；

(3)采用刀具与旋转平台中心对正方法，获取刀具中心相对旋转平台的回转中心的笛卡尔坐标(x₀,z₀)，方法如下：

第1步：选用试切件，采用超精密车削的方法按照平面轮廓形式进行试切，得到试切件；

第2步：对试切件进行测量，获得试切件上的轮廓线各点坐标(x₁,z₁)；

第3步：根据测量所得到的试切件轮廓进行逆运算即可得到对应的刀具中心轨迹，在已知X轴运动导轨、Z轴运动导轨、主轴和旋转平台的运动量和试切件面形的基础上，计算刀具中心相对旋转平台回转中心为坐标原点的笛卡尔坐标(x₀,z₀)，并转化为相应极坐标方法为：

当刀具中心相对旋转平台回转中心为坐标原点的笛卡尔坐标为(x₀,z₀)，极坐标为时，则刀具中心实际所运动的轨迹(x_t,z_t)为

其中B是旋转平台的运动量，在此基础上根据刀具补偿关系获得试切件的轮廓，试切件轮廓坐标与刀具运动轨迹坐标的关系为

x_t＝x₁+(R_tn)·e_x

z_t＝z₁+(R_tn)·e_z

其中，n是表面轮廓线的单位法矢，e_x和e_z是其沿着X轴运动导轨方向和Z轴运动导轨方向的分量，R_t是刀具圆弧半径，将测量轮廓进行上述方程的逆运算时，即可得到相应的(x₀,z₀)。