一种带有斜面的光学镜的超精密车削加工方法

摘要

本发明属于光学器件制造及超精密加工技术领域，涉及一种带有斜面的光学镜的超精密车削加工方法：在斜面上取两个基准点，并确定工件初始平面，对需要加工的斜面进行粗加工；制作夹具并装配工件于加工机床的端面，调整工件初始平面垂直于z轴，并调整工件中心与主轴中心重合；进行坐标变换，得到两个端点的连线与x轴重合，以两个基准点的中心坐标为原点的新曲面，计算整个曲面的法向夹角，确定加工该曲面所需的金刚石刀具后角，选择合适的刀具装配于机床上，对坐标转换后的曲面进行NURBS曲面拟合，按照螺旋线驱动线方法确定加工路径。本发明通过坐标变换将光学镜面调平，减少加工曲面所需的刀具后角角度，能提高加工效率，增大加工工件尺寸，适用于任意倾斜度和Sag值的大斜面光学器件的加工。

主权项

一种带有斜面的光学镜的超精密车削加工方法，利用超精密车床实现，机床坐标系的定义方式为：刀具切深方向为Z轴，刀具的水平进给方向为X轴，主轴旋转方向为C轴，定义和X轴和Z轴垂直向上的方向为Y轴方向，加工方法如下：1)对于待加工的光学镜进行粗加工，其中，对该光学镜的每个斜面的粗加工方法如下：a)根据光学镜上需要加工的斜面的中心轮廓线，确定进行坐标变换的两个基准点；b)根据该斜面的设计方程计算斜面在x轴方向的两个基准点坐标，将过两个基准点且垂直XOZ平面的平面作为工件初始平面，根据该两个基准点的连线与z轴方向夹角，确定初始工件的外形；c)对需要加工的斜面进行粗加工；2)制作夹具并装配工件于加工机床的端面，调整工件初始平面垂直于z轴，并调整工件中心与主轴中心重合；3)进行坐标变换，使两个基准点的连线与x轴重合，以两个基准点的中心坐标为原点的新曲面，并计算整个曲面的法向夹角，确定加工该曲面所需的金刚石刀具后角，选择合适的刀具装配于机床上；4)对坐标转换后的曲面进行NURBS曲面拟合，按照螺旋线驱动线顺序依次计算加工点的法向矢量和切削面法向矢量，确定最终的加工路径，按照路径进行光学镜斜面的超精密加工。5)若工件为包括多个斜面的光学镜，则调换加工面，并按照步骤2)‑4)分别进行加工。