[发明专利]小口径非球面复合精密加工方法

摘要

本发明介绍了一种小口径非球面复合精密加工方法，该方法遵循如下步骤：1.将工件(5)装夹在精密机床上，使砂轮主轴(2)轴线与研磨头主轴(9)的轴线平行，两轴线与滑台(4)相隔，与工件主轴(6)的轴线相交；使微粉砂轮(3)对工件(5)斜轴磨削加工；2.用检测装置(7)对工件(5)在位测量，生成补偿加工轨迹，再由微粉砂轮(3)沿该轨迹加工；3.使研磨头(8)对工件(5)进行研磨与抛光即得成品。该方法在单台机床上集成精密斜轴镜面磨削与斜轴磁流变研抛，减少了安装误差、对刀误差，还减少了工时，提高了精度和效率，防止了干涉现象且可控性好，可连续加工。

主权项

一种小口径非球面复合精密加工方法，该方法遵循如下步骤：一、将工件(5)装夹在所述精密机床上，并使斜轴镜面磨削装置(1)的砂轮主轴(2)轴线与斜轴磁流变研抛装置(10)的研磨头主轴(9)的轴线平行，且该两条轴线与滑台(4)之间等间距相隔，该两条轴线与工件主轴(6)的轴线依次成等角度夹角∠θ1和∠θ2相交，所述∠θ1和∠θ2的角度取值范围均为40～50°；然后，先对工件(5)和微粉砂轮(3)采用光学放大镜进行对心处理，再使微粉砂轮(3)在砂轮主轴(2)的带动下根据设定的磨削加工轨迹对工件(5)的非球面面型进行斜轴磨削加工，加工时，使所述砂轮主轴(2)的轴线与工件主轴(6)的轴线成∠θ3角度相交，所述∠θ3的角度取值范围为；40～50°；二、采用检测装置(7)对步骤一所获经过初步加工的工件(5)的形状进行在位测量，根据测量结果判断工件形状精度是否达到加工要求，如果测量结果表明工件形状精度达到加工要求即可结束步骤，如果测量结果表明工件形状精度未达到加工要求，则将测量结果对比初始磨削加工轨迹，由机床系统软件根据对比结果常规方法计算出形状误差，并采用快速傅里叶变换和高斯变换方法过滤掉测量系统随机误差之后，根据三次NURBS曲线常规方法拟合出误差补偿曲线、生成补偿加工轨迹，再由微粉砂轮(3)沿该轨迹对工件实施磨削加工，如此循环，直到工件的形状精度达到要求为止；三、使步骤二所获形状精度达到加工要求的工件(5)的工件主轴(6)沿机床Y轴方向平移400～500mm距离，启动斜轴磁流变研抛装置(10)，使其研磨头(8)在研磨头主轴(9)的带动下对步骤二所获经过误差补偿加工的工件(5)进行研抛加工，加工时，在研磨头上方供给磁流变体，所述研磨头主轴(9)的轴线与工件主轴(6)的轴线成∠θ4角度相交，∠θ4的角度取值范围为：40～50°，使所述研磨头(8)的圆弧角的圆弧法线始终与工件(5)的研抛表面法线重合，而所述工件(5)与磁流变体(11)的接触点始终构成工件(5)研抛区域的法线方向，同时，利用磁场作用将磁流变体(11)吸附在研磨头(8)上，通过磁流变体(11)与工件(5)之间的微细剪切实现对工件(5)的研磨与抛光即得小口径非球面复合精密加工成品。