[发明专利]直轴非球面镜面加工系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超精密加工系统及方法，特别涉及一种直轴非球面镜面加工系统及方法

背景技术

随着科技的进步，超精密加工仪器亦不断创新。工厂虽已经有了精密及自动化机械，也需要相对应的加工仪器以及正确的加工技术，高精度的产品制造才能达成。

非球面光学零件是一种非常重要的光学零件，常用的有抛物面镜、双曲面镜、椭球面镜等。非球面光学零件可以获得球面光学零件无可比拟的良好的成像质量，在光学系统中能够很好的矫正多种像差，改善成像质量，提高系统鉴别能力，它能以一个或几个非球面零件代替多个球面零件，从而简化仪器结构，降低成本并有效的减轻仪器重量。

近些年来，出现了许多种新的非球面超精密加工技术，主要有：计算机数控单点金刚石车削技术、计算机数控磨削技术、计算机数控离子束成形技术、计算机数控超精密抛光技术和非球面复印技术等，这些加工方法，基本上解决了各种非球面镜加工中所存在的问题。前四种方法运用了数控技术，均具有加工精度较高，效率高等特点，适于批量生产。

目前，超精密加工是指加工精度为1~0.1μm，表面粗糙度为Ra0.1~0.01μm的加工技术，但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的，今天的超精密加工可能就是明天的一般加工。超精密加工所要解决的问题，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面状况，有时有无表面缺陷也是这一问题的核心；二是加工效率，有些加工可以取得较好的加工精度，却难以取得高的加工效率。超精密加工应该包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。

超精密加工的加工方法可分为直轴加工及斜轴加工，直轴加工是指刀具的主轴与工件水平面垂直，斜轴加工是指刀具的主轴倾斜于工件工件水平面。

然而，传统的超精密加工人为参与过多，导致加工出来的模具精密不高且加工效率低。而且，由于工艺的限制，斜轴加工只适用于加工小型工件，而且加工工件的刚性不够。

因此，有必要提供一种直轴非球面镜面加工系统及方法，其可自动控制精密加工设备的刀具对大型工件进行直轴非球面镜面精密加工，且加工刚性好，效率高。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种直轴非球面镜面加工系统，其可自动控制精密加工设备的刀具对大型工件进行直轴非球面镜面精密加工，且加工工件的精度性高、刚性好及效率高。

此外，还有必要提供一种直轴非球面镜面加工方法，其可自动控制精密加工设备的刀具对大型工件进行直轴非球面镜面精密加工，且加工工件的精度性高、刚性好及效率高。

一种直轴非球面镜面加工系统，其可控制精密加工设备的刀具在与待加工工件垂直的方向上对工件进行直轴非球面镜面加工，该系统包括：加工轨迹设计模块，用于根据需求设计出工件的加工轨迹曲线；加工参数设置模块，用于设置刀具半径及刀具加工参数；加工轨迹计算模块，用于根据所设计的工件的加工轨迹曲线计算直轴加工的刀具轨迹坐标；加工代码生成模块，用于根据所述的刀具轨迹坐标生成相应的加工代码；及加工轨迹显示模块，用于执行所述的加工代码，显示刀具直轴加工轨迹，依此刀具直轴加工轨迹可对工件进行直轴非球面镜面加工。

一种直轴非球面镜面加工方法，其可控制精密加工设备的刀具在与待加工工件垂直的方向上对工件进行直轴非球面镜面加工，该方法包括如下步骤：根据需求设计出工件的加工轨迹曲线；设置刀具半径及刀具加工参数；根据所设计的工件的加工轨迹曲线计算加工过程中的刀具轨迹坐标；根据所述的刀具轨迹坐标生成相应的加工代码；及执行所述的加工代码，显示刀具加工轨迹，依此刀具加工轨迹可对工件进行直轴非球面镜面加工。

相较于现有技术，所述的直轴非球面镜面加工系统及方法可自动控制精密加工设备的刀具在与工件垂直的方向上对工件进行直轴非球面镜面精密加工，并提高加工工件的精度性。

附图说明

图1是本发明直轴非球面镜面加工系统Y-Z平面刀具加工示意图。

图2是本发明直轴非球面镜面加工系统X-Z平面刀具加工示意图。

图3是本发明直轴非球面镜面加工系统功能模块图。

图4是本发明直轴非球面镜面加工方法的较佳实施例的流程图。

具体实施方式