直线刃对非球面加工方法及加工设备技术

本申请公开了一种直线刃对非球面加工方法及加工设备，直线刃对非球面加工方法获取刀具在第一位置时，切削刃边缘点与机床B轴中心的距离ρ

【技术实现步骤摘要】
直线刃对非球面加工方法及加工设备


[0001]本申请涉及切削加工
，特别涉及直线刃对非球面加工方法及加工设备。

技术介绍

[0002]在光学系统中，轴对称凸非球面镜片作为非球面光学元件的重要组成部分，与球面工件相比，非球面工件能够增加光学设计自由度，提高成像质量，简化系统结构，是高端光学系统和高精度测量系统中必不可少的关键部件。非球面工件的超精密加工技术是超精密加工的一个重要的研究方向，相关技术中常使用超精密研磨、抛光等手段进行加工，但是其加工效率低。相关技术中也有采用圆弧刃刀具进行加工的手段，但是圆弧刃刀具进行加工时进给较小，进而导致加工效率低。

技术实现思路

[0003]本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种直线刃对非球面加工方法，其能够增加对非球面的加工效率。
[0004]本申请还提出一种实现第一方面实施例的直线刃对非球面加工方法的加工设备。
[0005]根据本申请的第一方面实施例的直线刃对非球面加工方法，包括：
[0006]获取刀具在第一位置时的切削刃边缘点的坐标，机床B轴带动刀具旋转至第二位置以及第三位置，获取刀具在第二位置以及第三位置的切削刃边缘点的坐标，根据第一位置的坐标、第二位置的坐标和第三位置的坐标，获取刀具在第一位置时，切削刃边缘点与机床B轴中心的距离ρ
’
和角度并得到在机床X轴方向和机床Z轴方向上，分别对应第二位置的坐标和第三位置的坐标的补偿量；
[0007]获取刀具在第一位置以进给深度d，在旋转工件上加工产生的第一槽的宽度b，根据宽度b，得到刀具的切削刃与机床X轴的实际偏移角度α；
[0008]根据补偿量，获得刀具在对应第二位置和对应第三位置时对旋转工件加工产生的第二槽的宽度b2和第三槽的宽度b3，根据距离ρ
’
和角度的误差值，得到修正的距离ρ”和角度
[0009]根据距离ρ”和角度获取机床B轴中心的坐标，以及机床X轴、机床Z轴的补偿量与机床B轴旋转角度的关系；
[0010]获取切削时刀具上选择的切削点的距离ρ和角度并获取加工曲线的离散点的坐标，以及得到刀具在切削位置旋转角度βi和各离散点的补偿关系，得到补偿后的刀具的加工路径。
[0011]根据本申请实施例的A，至少具有如下有益效果：
[0012]采用直线刃刀具有利于在大进给的情况下，对非球面进行加工，从而能够增加生产效率。同时，采用大进给的方式加工，能够减少直线刃刀具的切削时间，从而减少直线刃刀具的磨损，减少加工过程中需要进行更换的频率，进而增加生产效率。直线刃刀具制造、
研磨方便，价格较低，因此有利于批量使用，从而增加生产效率。
[0013]根据本申请的一些实施例，刀具在第一位置时，刀具的切削刃设置到与机床X轴平行。
[0014]根据本申请的一些实施例，刀具的切削刃设置到与机床X轴平行时，设刀具远离机床B轴一侧的切削刃边缘点坐标位置为A (x
a
,z
a
)，另一侧的切削刃边缘点坐标位置为B(x
b
,z
b
)，获取刀具的切削刃与机床X轴的夹角θ，其中：
[0015][0016]根据本申请的一些实施例，获取刀具在第一位置以进给深度d，在旋转工件上加工产生的第一槽的宽度b时，旋转工件，将刀具设置到第一位置，将刀具沿机床X轴方向偏移距离Δx，并以进给深度d加工第一槽，测得第一槽沿机床X轴方向的宽度b。
[0017]根据本申请的一些实施例，刀具在第二位置和第三位置时，刀具分别绕机床B轴旋转对应逆时针的转角δ1和对应顺时针的转角δ2。
[0018]根据本申请的一些实施例，根据距离ρ
’
和角度的误差值，得到修正的距离ρ”和角度时，其中：
[0019][0020]根据本申请的一些实施例，得到补偿后的刀具的加工路径时，根据切削点的坐标和机床B轴中心的坐标，获得距离ρ和角度设切削点的刀位点为(x
i
,z
i
)，机床X轴、机床Z轴的补偿量为(Δx
i
,Δz
i
)，则加工点为：
[0021][0022]根据本申请的一些实施例，获取切削时刀具上选择的切削点的距离ρ和角度时，切削点选择在刀具的切削刃上滑移的点位；得到补偿后的刀具的加工路径时，设滑移的补偿值为li，设切削点的刀位点为(x
j
,z
j
)，则加工点为：
[0023][0024]根据本申请的一些实施例，直线刃对非球面加工方法还包括刀具在加工时，对刀具沿平行于刀具的切削刃的方向施加超声振动。
[0025]根据本申请的第二方面实施例的以实现上述第一方面的直线刃对非球面加工方法的加工设备，包括：机床和超声波换能器，
[0026]机床包括沿机床X轴方向平移的第一驱动组件、沿机床Z轴方向平移的第二驱动组件、沿机床B轴方向旋转的第三驱动组件和沿机床C轴方向旋转的第四驱动组件；
[0027]超声波换能器用于对刀具沿平行于刀具的切削刃的方向施加超声振动。
[0028]根据本申请实施例的加工设备，至少具有如下有益效果：第二方面实施例的加工设备包括上述第一方面实施例的直线刃对非球面加工方法的全部有益效果，此处不再赘
述。
[0029]本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0030]下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：
[0031]图1为是本申请实施例提供的直线刃对非球面加工方法的流程示意图；
[0032]图2为本申请实施例的加工设备的示意图；
[0033]图3为图2中直线刃刀具在光学对刀仪下的示意图；
[0034]图4为图2中直线刃刀具在光学对刀仪下的另一示意图；
[0035]图5为本申请实施例在旋转工件上加工产生的第一槽的示意图；
[0036]图6为图2中的直线刃刀具的切削非球面工件的示意图；
[0037]图7为图2中的直线刃刀具的滑移切削非球面工件的示意图；
[0038]图8为图2中的直线刃刀具在加工时施加超声振动的示意图。
[0039]附图标记：
[0040]第一驱动组件110、第二驱动组件120、第三驱动组件130、第四驱动组件140；
[0041]直线刃刀具210、光学对刀仪220；
[0042]非球面工件310、非球面表面轮廓320、超声振动方向330。
具体实施方式
[0043]下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0044]在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.直线刃对非球面加工方法，其特征在于，包括：获取刀具在第一位置时的切削刃边缘点的坐标，机床B轴带动所述刀具旋转至第二位置以及第三位置，获取所述刀具在所述第二位置以及所述第三位置的所述切削刃边缘点的坐标，根据所述第一位置的坐标、所述第二位置的坐标和所述第三位置的坐标，获取所述刀具在所述第一位置时，所述切削刃边缘点与所述机床B轴中心的距离ρ
’
和角度并得到在所述机床X轴方向和所述机床Z轴方向上，分别对应所述第二位置的坐标和所述第三位置的坐标的补偿量；获取所述刀具在所述第一位置以进给深度d，在旋转工件上加工产生的第一槽的宽度b，根据所述宽度b，得到所述刀具的切削刃与所述机床X轴的实际偏移角度α；根据所述补偿量，获得所述刀具在对应所述第二位置和对应所述第三位置时对所述旋转工件加工产生的第二槽的宽度b2和第三槽的宽度b3，根据所述距离ρ
’
和所述角度的误差值，得到修正的距离ρ”和角度根据所述ρ”和所述获取所述机床B轴中心的坐标，以及所述机床X轴、所述机床Z轴的补偿量与所述机床B轴旋转角度的关系；获取切削时所述刀具上选择的切削点的距离ρ和角度并获取加工曲线的离散点的坐标，以及得到所述刀具在切削位置旋转角度βi和各所述离散点的补偿关系，得到补偿后的所述刀具的加工路径。2.根据权利要求1所述的直线刃对非球面加工方法，其特征在于，所述刀具在所述第一位置时，所述刀具的切削刃设置到与所述机床X轴平行。3.根据权利要求2所述的直线刃对非球面加工方法，其特征在于，所述刀具的切削刃设置到与所述机床X轴平行时，设所述刀具远离所述机床B轴一侧的所述切削刃边缘点坐标位置为A(x
a
,z
a
)，另一侧的所述切削刃边缘点坐标位置为B(x
b
,z
b
)，获取所述刀具的切削刃与所述机床X轴的夹角θ，其中：4.根据权利要求1所述的直线刃对非球面加工方法，其特征在于，获取所述刀具在所述第一位置以进给深度d，在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴勇波，孙林河，陈雨寒，张诗博，武韩强，李庚卓，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：