一种慢刀伺服刀具路径及其设计方法技术

本发明专利技术公开一种慢刀伺服刀具路径及其设计方法，利用直线运动轴X、Z及具有角度定位的车削主轴C的超精密单点金刚石车床上实现。将刀具路径分为切削区和非切削区。在切削区，刀具相对于被加工件作直线运动，对待加工工件进行切削；在非切削区，刀具从切削区的上一条切削轨迹末端平滑运动到下一条切削轨迹的起点。在整个刀具路径运行中，车床X轴的进给速度保持平滑连续。非切削区车床X轴进给速度的绝对值不大于切削区车床X轴进给速度的绝对值。相对于现有技术，本发明专利技术设计的刀具路径需要的数据量小，加工质量较高，刀具补偿计算简单。提出了该刀具路径的设计方法，该设计方法计算简单，执行效率较高。

【技术实现步骤摘要】
一种慢刀伺服刀具路径及其设计方法
本专利技术涉及超精密加工，特别是一种用单点金刚石车床慢刀伺服加工自由曲面的方法。
技术介绍
自由曲面光学元件加工制造技术可分为两类：超精密微磨抛光加工技术和超精密单点金刚石切削技术。其中，超精密单点金刚石切削又包括飞刀铣削、快刀伺服车削，以及慢刀伺服车削技术。飞刀铣削加工周期长，初始对刀困难且飞刀铣削刀具回转半径限制了工件面形。快刀伺服车削技术存在的主要问题是大多数快刀装置的行程都在1mm以下，限制了其加工范围。慢刀伺服车削技术作为光学自由曲面加工的一种方法可用于光学阵列元件加工。慢刀伺服加工机床由直线进给轴——X轴和Z轴，加上一个旋转主轴C轴组成。慢刀伺服加工机床对主轴进行速度和位置的双重控制，构建一个柱面坐标系来实现三维轮廓的加工，加工时需将工件的三维形貌从笛卡尔坐标转换为柱坐标，即将表面上每点的坐标用C轴回转角度、X轴进给量和Z轴进刀量三个变量来表示。数控系统通过对其三维轮廓的插补运算生成数控程序，然后向各轴发送进给指令来驱动刀具按照既定三维轨迹运动，实现车削加工。慢刀伺服加工自由曲面和球本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种慢刀伺服刀具路径，其特征在于：将刀具路径投影到与车床Z轴垂直的平面(或称为θ-ρ平面)上的路径称为投影路径。(1)在投影路径的切削区，刀具相对于被加工件作直线运动。在非切削区，刀具沿从切削区的上一条直线的终点到下一条直线起点平滑变化曲线运动。(2)在整个刀具路径中，车床X轴的进给速度v

【技术特征摘要】
1.一种慢刀伺服刀具路径，其特征在于：将刀具路径投影到与车床Z轴垂直的平面(或称为θ-ρ平面)上的路径称为投影路径。(1)在投影路径的切削区，刀具相对于被加工件作直线运动。在非切削区，刀具沿从切削区的上一条直线的终点到下一条直线起点平滑变化曲线运动。(2)在整个刀具路径中，车床X轴的进给速度vx保持平滑连续，无速度突变。(3)非切削区车床X轴进给加速度的绝对值不大于切削区车床X轴进给加速度的绝对值。(4)在一个刀具路径上，切削区可以设置4个，即一个刀具路径可以加工4个工件。


2.一种慢刀伺服刀具路径设计方法，其特征在于包括如下步骤：
1)在柱面坐标系{θ，ρ，z}中，极角θ从0到2π为路径的一个周期，有效路径的极径为ρE(n，θ)＝dsecθ(θ≤θ1orθ≥θ2)(1)，
其中，d＝d0-nh为有效路径到C轴旋转中心的距离，d0是被加工件最外边缘到C轴旋转中心的距离，h为路径间距，n＝0，1，2，3，…为路径周期序号，θ2和θ1分别为有效路径的起始极角和结束极角，OC为C轴旋转中心，有效路径为一系列相互平行的直线，根据直角三角形几何关系，有






其中，l为有效...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宝华，唐运海，吴泉英，范君柳，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32