自由曲面精密銑削加工與面形誤差評價的研究.pdf

1、隨著精密加工技術(shù)及光學(xué)設(shè)計(jì)水平的進(jìn)步，對光學(xué)自由曲面元件的功能與性能的要求也日趨多樣化，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，往往具有非旋轉(zhuǎn)對稱性甚至是復(fù)雜不規(guī)則結(jié)構(gòu)。對于一些球面和非球面光學(xué)透鏡，可采用基于FTS技術(shù)的2軸精密車床進(jìn)行加工；然而，針對結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的自由曲面，采用精密銑削則更具有優(yōu)勢。目前，對光學(xué)自由曲面的研究主要集中在精密車削，涉及自由曲面精密銑削的研究還較少。因此，有必要對自由曲面精密銑削的加工與形面誤差評價進(jìn)行研究。
　　精密

2、銑削過程中的刀具軌跡規(guī)劃直接關(guān)系到自由曲面的加工精度?；诠哒`差和行距殘留高度誤差的控制，開發(fā)了自由曲面精密銑削刀具軌跡規(guī)劃算法；并基于激光對刀儀，對參與曲面銑削精加工的球頭刀實(shí)際半徑值進(jìn)行了精確測量。通過實(shí)驗(yàn)得到了具有鏡面效果的自由曲面。
　　結(jié)合在機(jī)檢測和鏡像補(bǔ)償模型，采用“加工-檢測-再加工-再檢測”模式對加工過程中由切削力和磨損等因素引起的加工誤差進(jìn)行補(bǔ)償加工。建立了精密在機(jī)檢測測頭標(biāo)定模型并對測頭半徑補(bǔ)償進(jìn)行了研究；基

3、于鏡像補(bǔ)償模型，提出了考慮補(bǔ)償光順性的自由曲面精密銑削補(bǔ)償方法，實(shí)驗(yàn)證明該方法在保證自由曲面鏡面效果的同時，可將加工誤差補(bǔ)償?shù)綕M足精密銑削的要求。
　　針對精密銑削自由曲面提出了面形誤差評價算法。該算法分為測量曲面初始匹配區(qū)域識別，曲面粗匹配以及曲面精匹配三部分；基于Z-map模型的改進(jìn)，使用二維矩陣描述自由曲面形狀特征信息，并利用該二維矩陣識別測量曲面在設(shè)計(jì)曲面上的初始匹配區(qū)域；由曲面粗匹配給精匹配提供良好的初始匹配位置后，IC