高精度非球面铣磨加工边缘效应的补偿方法技术

技术编号:11194359 阅读:102 留言:0更新日期:2015-03-25 23:22
一种高精度非球面铣磨加工缺陷的补偿方法,包括对非球面待加工工件进行标准方程加工;利用轮廓仪对标准方程加工后的工件面型进行检测,参照轮廓仪所得出的检测报告进行补正,利用补正后的数据得出补正刀路,对刀具的X轴方向的正负进行调整;本发明专利技术有效消除检测数据误差所造成的加工边缘效应现象,使得工件面型变得更好更合理,达到技术要求指标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超精密加工测量
,具体是一种高精度非球面铣磨加工边缘效 应的补偿方法。
技术介绍
铣磨机加工高精度面型非球面,需要先经过非球面成型铣磨,然后进行非球面精 度测量,根据测量数据再进行非球面误差补偿铣磨加工。如果这时候利用原始测量数据进 行补偿铣磨加工就往往会产生加工工件边缘塌边或者是翘边的情况,直接导致面型精度超 差;不能满足加工精度要求。 采用轮廓仪对工件进行进行测量,而由于轮廓仪本身性质与铣磨机加工精度限 制,往往无法进行全程测量,而工件表面的刀痕凹坑等,也有可能形成突变点,从而影响到 检测结果。检测时如果轮廓没有走在工件中心,使得工件的非球面半径值变小,同样也有可 能影响到补正数据的结果。 将检测得出的数据导入机床数据文件,也就是将检测面型曲线反向后与原始铣磨 曲线进行叠加,同时将叠加后的新曲线转化为数据形成新的铣磨数据,从而进行面型补偿。 不过,这种做法只是理论上补正曲线,与实际加工中所需要的曲线会有偏差,而由于检测数 据无法做到全程测量,铣磨机为了弥补这段加工区间的数据盲区就会自行添加加工数据, 形成一个自由刀路;这样就会使刀具抬高或降低,产生加工工件的边缘坍陷或跷起的现象。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足,本专利技术提供一种高精度非球面铣磨加工缺陷的补 偿方法,避免工件出现边缘塌边或翘边现象。 本专利技术的技术解决方案如下: -种,其特点在于,该方法包括如下 步骤: 步骤1、对非球面待加工工件进行标准方程加工; 步骤2、利用轮廓仪对标准方程加工后的工件面型进行检测,选取最接近工件中心 的一条轮廓作为补正依据所使用的数据。 步骤3、利用轮廓仪对标准方程加工后的工件面型进行检测,参照轮廓仪所得出的 检测报告进行补正。 步骤3. 1将补正数据导入机床软件进行正交分解,得到补正曲线后,进行滤波处 理, 步骤3. 2观察导入的数据,一般情况下由于轮廓仪特性的关系,检测的有效数据 范围(非塌边翘边部分)要小于工件的尺寸;同时加工的刀具的下刀点都会大于工件的尺 寸,从外部下刀;这个时候下刀点到有效补偿检测数据点就形成了一个数据盲区。铣磨机为 了弥补这段加工区间的数据盲区就会自行添加加工数据,形成一个自由刀路;这样就会使 刀具抬高或降低,产生加工工件的边缘坍陷或跷起的现象。当该第一段非球面工件的半径 值00等于图纸要求的非球面工件半径值(R),则可以视为铣磨机不会形成自由刀路,可 以直接使用。 步骤4、将检测数据导入软件内,可以看到边缘部分有明显的塌边或者翘边现象, 去除这一部分,将补正曲线数据外接拟合球面曲线或者切向延长,将刀路延长到略大于工 件加工直径(根据实际需要延长1mm到2mm),使得刀路光顺,不会产生突变,从而撞刀,影响 到工件面型精度。 步骤5、使用补正刀路进行加工,加工完成后送去检测,,观察检测到的偏差曲线, 对刀具X轴方向的正负进行调整; 对于凸非球面工件: 当检测到的偏差曲线呈现M字形,则说明砂轮没有达到工件的中心,将刀具起始 点向X正方向进行偏移; 当检测到的偏差曲线呈现W字形,则说明砂轮超过了工件中心,将刀具起始点向X 负方向进行偏移; 对于凹非球面工件: 当检测到的偏差曲线呈现W字形,则说明砂轮没有达到工件的中心,将刀具起始 点向X正方向进行偏移; 当检测到的偏差曲线呈现M字形,则说明砂轮超过了工件中心,将刀具起始点向X 负方向进行偏移。 步骤6、再次修正塌边翘边后使用新的补正刀路进行加工,加工完成后送去检测, 直到达到图纸加工要求(面型,粗糙度,有效通光口径等)。 与现有技术相比,本专利技术的有益效果是有效消除检测数据误差所造成的边缘塌边 或翘边现象,使得工件面型变得更好更合理,达到技术要求指标。 【附图说明】 图1为待加工非球面工件的实施例图。 图2为补偿之前的塌边检测图(塌边约为0. 04mm) 图3为补偿之后的检测图(塌边被修正至3 ii m以下) 【具体实施方式】 下面结合实施例和附图对本专利技术做详细的说明,本实施例在以本专利技术技术方案为 前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本专利技术的保护范围不限于 下述的实施例。 图1为待加工非球面工件的实施例图,该非球面的公式如下:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度非球面铣磨加工缺陷的补偿方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:步骤1、对非球面待加工工件进行标准方程加工;步骤2、通过轮廓仪X,Y方向自动找寻最高点来确定半径陡峭的工件的中心或通过三坐标测量外圆来确定平缓的工件中心并加以标记后,利用轮廓仪对标准方程加工后的工件面型进行检测以获取面型测量数据;步骤3、将测量数据导入软件內,对边缘部分出现的塌边或者翘边现象,通过数据修正软件内的高斯函数修正来获得补正曲线数据,将补正曲线数据外接拟合球面曲线或者切向延长,将刀路延长到大于工件加工直径,使得刀路光顺,不产生突变;步骤4、使用补正刀路进行加工,加工完成后送去检测,观察检测到的偏差曲线,对刀具X轴方向的正负进行调整;步骤5、再次修正塌边翘边后使用新的补正刀路进行加工,加工完成后送去检测,直到达到图纸加工要求。

【技术特征摘要】
1. 一种高精度非球面铣磨加工缺陷的补偿方法,其特征在于,该方法包括如下步骤: 步骤1、对非球面待加工工件进行标准方程加工; 步骤2、通过轮廓仪X,Y方向自动找寻最高点来确定半径陡峭的工件的中心或通过三 坐标测量外圆来确定平缓的工件中心并加以标记后,利用轮廓仪对标准方程加工后的工件 面型进行检测以获取面型测量数据; 步骤3、将测量数据导入软件内,对边缘部分出现的塌边或者翘边现象,通过数据修正 软件内的高斯函数修正来获得补正曲线数据,将补正曲线数据外接拟合球面曲线或者切向 延长,将刀路延长到大于工件加工直径,使得刀路光顺,不产生突变; 步骤4、使用补正刀路进行加工,加工完成后送去检测,观察检测到的偏差曲线,对刀具 X轴方向的正负进行调整; 步骤5、再次修正塌边翘边后使用新的补正刀路进行加工,加工完成...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘天豪黄晨浩陈静郑强
申请(专利权)人:上海现代先进超精密制造中心有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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