[发明专利]一种非球面阵列结构的精密磨削加工方法

摘要

本发明涉及一种非球面阵列结构的精密磨削加工方法，利用X，Y，Z，C四轴联动的机床加工，工件安装在机床主轴C轴上作可控的回转运动，刀具在机床的控制下随着C轴的转动在X,Y两个直线轴方向做相位差π/2的简谐运动，同时在X向或Y向叠加一个进给的运动，Z轴根据子单元的面形作相应的运动。本加工方法突破了现有阵列加工方法在硬脆性材料上只能加工球面阵列的局限，可实现在硬脆性材料上精密加工出非球面阵列结构。

主权项

1.一种非球面阵列结构的精密磨削加工方法，其特征在于：利用X，Y，Z，C四轴联动的机床加工，工件安装在机床主轴C轴上作可控的回转运动，刀具在机床的控制下随着C轴的转动在X,Y两个直线轴方向做相位差π/2的简谐运动，同时在X向或Y向叠加一个进给的运动，Z轴根据子单元的面形作相应的运动，具体步骤如下：/n步骤一、根据非球面阵列单元的结构特征，将高速工具主轴的回转轴线与工件主轴的回转轴线设定为垂直或倾斜，并选取相应类型的砂轮安装于高速工具主轴上，对凸球冠状对刀块试磨以调整对刀误差和确定砂轮的结构参数；/n步骤二、工件通过夹具安装到加工机床C轴前端的真空吸盘上，将工件的端面跳动和径向跳动调整到加工需求以内，并且通过工件上的回转基准平面确定C轴的加工坐标系零点；/n步骤三、根据步骤一的对刀结果获得砂轮结构参数，结合阵列子单元的面形和位置信息，通过加工机床三个直线运动轴X，Y，Z和可控的回转运动轴C，生成用于非球面阵列子单元的砂轮磨削路径；/n步骤四、选取非球面阵列结构中的一个子单元，利用步骤三中生成的子单元砂磨削轮路径驱动X，Y，Z和C轴对工件进行加工；/n步骤五、步骤四中的阵列子单元加工完成后利用原位测量装置对该子单元进行子午线轮廓扫描测量，得到其轮廓形状误差，判断其面形精度是否满足要求，若面形精度达标，则该子单元的加工结束；若面形精度未达标，则根据测量结果结合前一次的加工程序生成新的补偿加工程序，对该阵列子单元进行补偿加工，直至其面形精度满足加工要求，则该子单元的加工结束；/n步骤六、依次选取其他非球面阵列子单元重复步骤四和步骤五，直至所有的阵列子单元加工完成。/n