楔形非球面的磨削加工方法

摘要

楔形非球面的磨削加工方法，涉及一种非球面加工。提供一种楔形非球面的磨削加工方法。选择加工工具为圆弧金刚石砂轮；根据实现三轴联动的机床的特点，采用工件固定，工具三轴联动的加工方式；工件的安装及定位；数控插补点的分割；数控加工轨迹规划设计。分析加工工具对工件的适用度，采用金刚石圆弧砂轮进行加工；分析加工及检测手段的适用性，采用工件固定而工具三直线轴联动的加工方式；分析工件形状类型，提出了适用于楔形非球面加工的表面点测量及加工轨迹规划方法，包括直线光栅式加工、斜线包络加工等方法。具有方便、稳定、精度高等优点，适于推广应用。

主权项

楔形非球面的磨削加工方法，其特征在于包括以下步骤：1)选择加工工具为圆弧金刚石砂轮；2)根据实现三轴联动的机床的特点，采用工件固定，工具三轴联动的加工方式；3)工件的安装及定位采用试磨法对刀，以控制工件安装精度，其具体方法如下：(1)根据工件类型生成工件外沿加工轨迹，进行试磨；试磨方式可只磨工件外沿部分，外沿加工轨迹除了与工件类型有关，还与当前工件面形有关，根据不同的面形将产生不同的试磨轨迹；(2)根据当前的试磨轨迹在工件表面上产生的磨痕，确认工件当前的位置必须的调整方向并进行调整，在调整过后再次进行试磨，重复步骤(1)和(2)直至安装精度符合要求；(3)采用手动调整到一定精度范围内后，再精确测量出偏移量，然后在加工中进行补偿的方法，补偿的参数为X/Z位置坐标补偿量a和b，及角度补偿量β，补偿公式如下：x1＝cos(β)x+a    z1＝z+sin(β)x+by1(x，z)＝y(x1，z1)式中x，y，z分别表示手工调整后工件的位置坐标；x1，y1，z1分别表示进行位置补偿后实际的加工坐标；而测量方法为，根据试磨后的表面加工轨迹进行计算，其中上下沿划痕的宽度差值即为坐标补偿量b，左右的划痕宽度差值即为坐标补偿量a，而偏移角度即为角度补偿量β，当β不为0时，其边缘每个划痕会出现宽度差，其每个边缘划痕的宽度差与长度的比值即为sinβ；4)数控插补点的分割楔形非球面属于非轴对称非球面的一种，可根据长轴和短轴进行相应的分割，并以此为单位进行插补加工，具体方法如下：(1)分割内残差计算首先进行分割内残差分析计算，然后根据残差最小的原则进行分割选择，最后在分割内进行二次分割再次减小残差，设分割点分别为A(xi，zi)、B(xi，zi+1)、C(xi+1，zi+1)、D(xi+1，zi)，其中xi，zi分别表示分割点在x轴和z轴方向的坐标，则对应的加工点在xz平面上的投影坐标和A、B、C、D的坐标一样，设非球面公式为y＝f(x，z)，其导数为f’(x，z)，该点的法向角度为arctg(f’(x，z))，可得工件表面的砂轮加工点位置，再根据不同的砂轮加工点位置的重合及砂轮形状计算出加工点残差；(2)分割调整确定楔形非球面上插补点；5)数控加工轨迹规划设计，即完成楔形非球面的磨削加工。