一种非共振三维椭圆金刚石飞切光学自由曲面方法及专用装置

摘要

本发明公开了一种非共振三维椭圆金刚石飞切光学自由曲面方法及专用装置，属于难加工材料自由曲面切削技术领域；本发明利用非共振驱动方式，使金刚石刀具生成中高频或超高频三维椭圆运动，形成高速或超高速金刚石飞切主运动，刀刃运动轨迹在x-z平面上投影为往复直线运动，在x-y和y-z平面上投影分别为椭圆运动；光学自由曲面的创成是基于三维椭圆金刚石飞切、X轴进给、Z轴往复进给、以及工件的圆周进给等运动合成的；本发明还公开了一种实现上述方法所用的基于四个压电叠堆直接驱动的金刚石刀具三维椭圆运动轨迹生成装置；三维椭圆运动的参数皆可自主控制，有利于获得最佳切削加工性；三维椭圆运动的跟踪控制，避免了实际切削时的失真。

主权项

一种非共振三维椭圆金刚石飞切光学自由曲面方法，该方法包括以下步骤：(1)、工件装夹在精密数控车床主轴前端的夹具上，主轴的回转形成工件的圆周进给运动；(2)、将一个动态误差补偿控制台安装在精密数控车床Z轴溜板上，实时检测精密数控车床Z轴溜板的瞬态坐标位置，通过在Z轴实施动态误差补偿控制，实现Z轴的精密往复进给运动，提高Z轴的往复进给运动精度；(3)、将非共振三维椭圆运动轨迹生成装置安装在该动态误差补偿控制台上，形成高速或超高速的三维椭圆金刚石飞切主运动，控制两对压电叠堆，使金刚石刀刃的主切削运动轨迹在x‑z平面即切削基面上的投影为往复直线运动，在切屑流出面形成合成的椭圆运动轨迹，获得最佳的切削加工性；(4)、光学自由曲面的金刚石飞切创成运动涉及：三维椭圆金刚石飞切主运动、X轴直线进给运动、Z轴的往复进给运动、以及工件的圆周进给运动。