[发明专利]大直径薄板零件中心对称凹陷面形的面形误差控制方法

说明书

本发明公开了一种大直径薄板零件中心对称凹陷面形的面形误差控制方法，属于研磨抛光技术领域。本发明针对中心对称凹陷面形的工件来建立预测模型；选择加工参数后，通过预测模型计算出工件的预测面形误差与加工时间的变化关系，并筛选获得在预测状态下最合适的运动参数和加工时间，并利用选出的运动参数和加工时间来实际加工工件，以达到降低面形误差的目的。本发明只需向面形预测模型提供工件初始面形数据，输入后5 min内即可得到所选加工参数对应的工件预测面形，相比目前有限元法预测面形所需时间，耗时极短，能避免过度加工，节省资源。设备简便，只需要一般的单面研磨机即可使大直径薄板零件达到微米级面形精度，降低了设备成本。

技术领域

本发明涉及研磨抛光技术领域，特别是一种针对大直径薄板零件中心对称凹陷面形的面形误差控制方法。

背景技术

薄板零件是常见的工程产品，被广泛应用在电子信息、航空航天、国防军工、能源交通和材料工程等领域。针对零件服役性能的需求，往往需要对薄板零件进行精密或超精密加工以达到所要求的加工质量。但在对不同材料薄板零件进行机械加工时，一方面，零件的加工方式和零件表面材料去除的非均匀性等会影响零件的加工质量；另一方面，薄板零件普遍刚性差，由于受到毛坯内应力、工装夹紧力、加工过程中切削力和切削热以及加工表面残余应力等多种因素影响，薄板零件常常会出现翘曲、弯曲和扭曲等形式的加工变形，具有复杂性和多样性，严重影响零件的加工精度。因此在机械制造领域，薄板零件高面形精度加工一直是一个难题。

目前高面形精度薄板加工主要采用机械加工方法，其加工工艺路线主要采用切削工艺，采用如车削、超精密飞切等工艺。但对薄板零件采用上述传统机械加工方法加工后，工件容易出现产生翘曲、塌边等变形（Chen Y, Ma S, Kong J, et al. Study on thesurface grain state, residual stress and their influence on the deformationof thin-walled parts under ultra-precision cutting[J]. International Journalof Modern Physics B. 2020,34(29): 2050272.），难以保证面形精度，这是因为薄板结构的弱刚性使薄板零件对力作用极为敏感。

通过机械研磨、磨削等其它机械加工方法加工纯铜薄板，磨具容易受切屑粘附影响导致磨具加工状态不稳定，难以保持恒定的材料去除率（Material removal rate， MRR）。而且随着加工时间推移，磨具堵塞程度越发严重，造成 MRR逐渐下降，最终导致磨具失效。此外，机械研磨、磨削等其它机械加工方法仍主要以机械作用去除材料，容易在材料表层引入应力，诱发变形。