[发明专利]脆性材料光学复杂曲面超精密快速切削组合加工成型方法

摘要

本发明涉及一种脆性材料光学复杂曲面超精密快速切削组合加工成型方法，满足不同复杂曲面特征的加工需求根据复杂曲面特性，计算面形的非回转度和曲率，选择采用合适的超精密快速切削加工方法,所选择的加工方法；考虑快速切削下加工系统的动态特性，设计合理的刀架系统；根据快刀加工过程特性和材料的切削性能，设计合适切削参数和刀具几何参数；基于加工参数和刀具几何参数生成和补偿加工路径，刀具轮廓历经该路径后形成加工表面；将工件装配于加工平台，进行快速切削加工，加工时，机床的导轨提供横向和纵向进给与结合伺服机构产生小尺寸的高频往复运动相结合并同步控制，产生可控的切削深度，形成复杂曲面面形。

主权项

一种脆性材料光学复杂曲面超精密快速切削组合加工成型方法，满足不同复杂曲面特征的加工需求，方法如下：a.根据复杂曲面特性，计算面形的非回转度和曲率，选择采用合适的超精密快速切削加工方法,所选择的加工方法为下列之一：(1)超精密铣削和飞刀结合的快速加工方式，将含金刚石车刀垂直安装于超精密铣削轴上，铣削轴高速运动带动车刀实现飞刀加工，配合直线运动轴联动实现连续变化曲面快速切削加工；(2)快速伺服和飞刀加工结合的快速加工方式，将快速伺服机构集成于飞刀刀架或者在固定工件底座配置实现高频进给运动，为飞刀加工方式提供更多运动自由度；(3)车削和快速伺服运动结合的快速加工方式，对车削刀具安装快速伺服运动，在保证刀具快速伺服频响范围内实现高主轴转速，实现一定复杂程度曲面的快速切削；b.考虑快速切削下加工系统的动态特性，设计合理的刀架系统；c.根据快刀加工过程特性和材料的切削性能，设计合适切削参数和刀具几何参数，为满足以上单次微量去除条件，刀具或工件的旋转转速要求在500rpm以上；d.基于加工参数和刀具几何参数生成和补偿加工路径，刀具轮廓历经该路径后形成加工表面；e.将工件装配于加工平台，进行快速切削加工，加工时，机床的导轨提供横向和纵向进给与结合伺服机构产生小尺寸的高频往复运动相结合并同步控制，产生可控的切削深度，形成复杂曲面面形。