[发明专利]一种高精度环类零件平面刮研方法

说明书

本发明涉及一种用于加工环类零件平面刮研方法，其为一种多点交替支撑拟合平面刮研法。将零件多点均布交替支撑，受重力影响，零件未支撑位置产生位移，根据端面位移对称性拟合出平面曲线，识别影响零件表面精度的高点位置，明确端面各位置的刮研去除量，消除重力对刮研加工过程的影响，实现零件平面精度拟合曲线快速收敛，解决了零件面形精度天地一致性差问题。

技术领域

本发明属于超精密加工技术领域。

背景技术

在航天光学遥感器研制过程中，为降低遥感器结构应力对系统精度的影响，实现光路精准传输，保证在轨成像质量，通常使用具有卸载功能的环类零件连接光学镜头组件与机身。该类零件结构一般关于中心对称，面形精度多为微米级，表面粗糙度数值小，由于该类零件内、外径通常较大，厚度较薄，且分布大量减轻槽、卸载缝等特征，因此该类零件具有精度高、径厚比大、刚性弱等特点。

实现该类零件在轨微重力环境下的精度指标，能有效保障零件的卸载功能。但是，零件在地面生产加工，又由于零件径厚比大，刚性弱，加工全链路和检测各环节均不能消除重力的作用，零件的地面加工精度和在轨精度存在一定差异，直接影响了零件的在轨卸载功能，严重时影响遥感器的成像质量。因此，在该类零件的加工过程中，需要消除重力对精度指标的影响，保证零件面形精度的天地一致性。

为实现该类零件高面形精度，生产中一般使用手工刮研的方法。传统手工刮研时，首先将零件表面清洁干净，在零件端面涂抹红丹粉，然后将零件端面与标准平面研磨，找出零件端面高点，利用刮研工具微量去除，通过反复上述过程实现零件面形精度。但由于该类零件刚性较弱，受重力影响，零件在与标准平面着色研点时，造成零件端面高点分布密度高、刮研效果好的假象，即传统刮研方法不能准确识别零件高低点，无法实现零件面形精度天地一致性。因此，针对高精度、大径厚比、弱刚性环类零件，需设计一种能够消除重力影响的零件平面刮研方法，保证刮研零件精度天地一致。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对航天高精度环类零件的结构特点和平面刮研过程中存在天地一致性差的问题,本发明提供一种用于加工环类零件平面刮研方法。

本发明解决技术的方案是：一种高精度环类零件平面刮研方法，包括如下步骤：

S1、将环类零件表面等分为N个区域，N大于3；

S2、在平台上用支撑装置支撑环类零件，支撑位置分别位于区域临界处且圆周均布；

S3、将支撑位置对应的零件上表面调平并作为基准面，且与平台表面平行，测量并标记环类零件上端面相对基准面的距离H₁，H₂，…，H_i…，H_n，n为测试位置数量；

S4、将支撑位置全部顺时针或逆时针旋转一个区域，至相邻区域临界处；

S5、将支撑位置对应的零件上表面调平并作为基准面，且与平台表面平行；测量并标记环类零件上端面与基准面的距离h₁，h₂，…，h_i…，h_n；

S6、重复步骤S2至S5预设的次数，找到零件H_i或h_i的绝对值最大值，该位置即为零件的最低点L，并记录此时支撑装置的位置O，其基准面记为零件理论平面M面；

S7、按照支撑位置O支撑环类零件，测量并记录零件上端面各个位置与M面的距离，画出零件上端面的面形趋势J曲线；

S8、将支撑位置O全部顺时针或逆时针旋转至相邻区域临界处进行换位支撑，支撑位置调平形成的平面作为零件理论平面M面；

S9、测量并记录S8中环类零件上端面各个位置与零件理论平面M面的距离，并在S7趋势曲线坐标系下，画出换位支撑后环类零件上端面面形趋势L曲线；