一种超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及超精密加工领域，尤其涉及一种超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识方法及系统，所述一种超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识方法包括：利用超精密飞切刀具试切工艺参数对待试切零件进行试切处理得到试切球面零件；获取所述试切球面零件参数进行超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识，通过试切简单球面即可，操作简单快捷，可实现较好的实际加工效果。际加工效果。际加工效果。

【技术实现步骤摘要】
一种超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识方法及系统


[0001]本专利技术涉及超精密加工领域，具体涉及一种超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识方法及系统。

技术介绍

[0002]光学自由曲面具有较大的设计设计自由度，在改善系统性能的基础上，还可以实现系超精密切削加工技术具有加工精度高、加工效率高及加工过程易于控制等优点，可实现多种曲面的高精度加工。然而在前期的研究中发现，超精密加工刀鼻半径误差与XZ轴垂直度误差对曲面加工的影响较大，严重影响着曲面最终的加工精度。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识方法及系统，通过基于试切球面误差分离方式，获得刀鼻半径误差和XZ垂直度误差，实现误差高精度识别效果。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识方法，包括：
[0005]利用超精密飞切刀具试切工艺参数对待试切零件进行试切处理得到试切球面零件参数；
[0006]利用所述试切球面零件参数进行超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识。
[0007]优选的，所述利用超精密飞切刀具试切工艺参数对待试切零件进行试切处理得到试切球面零件参数包括：
[0008]利用超精密飞切刀具试切工艺参数计算得到超精密飞切刀具试切工艺Y轴参数；
[0009]利用所述超精密飞切刀具试切工艺Y轴参数进行试切处理得到试切球面；
[0010]利用激光干涉仪对所述试切球面测量得到试切球面零件参数。
[0011]进一步的，利用超精密飞切刀具试切工艺参数计算得到超精密飞切刀具试切工艺Y轴参数的计算式如下：
[0012][0013]其中，x为超精密飞切刀具试切工艺X轴参数，y为超精密飞切刀具试切工艺Z轴参数，z为超精密飞切刀具试切工艺Y轴参数，R为试切球面曲率半径。
[0014]优选的，利用所述试切球面零件参数进行超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识包括：
[0015]利用所述试切球面零件参数得到超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差。
[0016]进一步的，利用所述试切球面零件参数得到超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差包括：
[0017]当超精密飞切刀具存在超精密飞切刀具刀鼻半径误差时，利用所述试切球面零件
参数计算超精密飞切刀具刀鼻半径误差；
[0018]当超精密飞切刀具存在超精密飞切刀具垂直角度误差时，利用所述试切球面零件参数计算超精密飞切轴系垂直角度误差。
[0019]进一步的，利用所述试切球面零件参数计算超精密飞切刀具刀鼻半径误差包括：
[0020]利用所述超精密飞切刀具试切工艺Y轴参数得到超精密飞切零件的Y轴单位法向矢量分量与Z轴单位法向矢量分量；
[0021]利用所述Y轴单位法向矢量分量与Z轴单位法向矢量分量计算超精密飞切刀具刀鼻半径误差。
[0022]进一步的，利用所述Y轴单位法向矢量分量与Z轴单位法向矢量分量计算超精密飞切刀具刀鼻半径误差的计算式如下：
[0023]x1＝x
[0024]z1＝z+f
z
ΔR
[0025]y1＝z+f
y
ΔR
[0026]其中，x1为存在刀具半径误差时的超精密飞切刀具X轴位移量，y1为存在刀具半径误差时的超精密飞切刀具Y轴位移量，z1为存在刀具半径误差时的超精密飞切刀具Z轴位移量，x为超精密飞切刀具试切工艺X轴参数，z为超精密飞切刀具试切工艺Z轴参数，f
y
为Y轴单位法向矢量分量，f
z
为Z轴单位法向矢量分量，R为试切球面曲率半径，ΔR为超精密飞切刀具半径误差。
[0027]进一步的，利用所述试切球面零件参数计算超精密飞切轴系垂直角度误差的计算式如下：
[0028]x
m
＝x*cosα
[0029]z
m
＝z+xsinα
[0030][0031]其中，x
m
为存在垂直角度误差时的超精密飞切刀具X轴位移量，y
m
为存在垂直角度误差时的超精密飞切刀具Y轴位移量，z
m
为存在垂直角度误差时的超精密飞切刀具Z轴位移量，x为超精密飞切刀具试切工艺X轴参数，z为超精密飞切刀具试切工艺Z轴参数，α为超精密飞切刀具垂直角度误差，R为试切球面曲率半径。
[0032]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识系统，包括：
[0033]处理模块，用于利用超精密飞切刀具试切工艺参数对待试切零件进行试切处理得到试切球面零件参数；
[0034]辨识模块，用于获取所述试切球面零件参数进行超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识。
[0035]与最接近的现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：
[0036]采用试切球面的方式，通过测量试切球面的面形误差后，基于数学计算确定刀鼻半径误差和XZ轴垂直度误差，球面试切过程简单，操作简单快捷，可实现较好的实际误差分析辨识结果。
附图说明
[0037]图1是本专利技术提供的一种超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识方法流程图；
[0038]图2是本专利技术提供的超精密飞切装置结构示意图；
[0039]图3是本专利技术提供的一种超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差示意图；
[0040]图4是本专利技术提供的一种超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识系统流程图；
[0041]附图标记：
[0042]1、试切件；2、超精密飞切刀架；3、超精密飞切刀具。
具体实施方式
[0043]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0044]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0045]实施例1：
[0046]本专利技术提供了一种超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识方法，如图1所示，包括：
[0047]步骤1：利用超精密飞切刀具试切工艺参数对待试切零件进行试切处理得到试切球面零件参数；
[0048]步骤2：获取所述试切球面零件参数进行超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识。
[0049]步骤1具体包括：
[0050]1‑
1、利用超精密飞切刀具试切工艺参数计算得到超精密飞切刀具试切工艺Y轴参数；
[0051]1‑
2、利用所述超精密飞切刀具试切工艺Y轴参数进行试切处理得到试切球面；
[0052]1‑
3、利用激光干涉仪对所述试切球面测量得到试切球面零件参数。
[0053]步骤1
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识方法，其特征在于，包括：利用超精密飞切刀具试切工艺参数对待试切零件进行试切处理得到试切球面零件参数；利用所述试切球面零件参数进行超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识。2.如权利要求1所述的一种超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识方法，其特征在于，所述利用超精密飞切刀具试切工艺参数对待试切零件进行试切处理得到试切球面零件参数包括：利用超精密飞切刀具试切工艺参数计算得到超精密飞切刀具试切工艺Y轴参数；利用所述超精密飞切刀具试切工艺Y轴参数进行试切处理得到试切球面；利用激光干涉仪对所述试切球面测量得到试切球面零件参数。3.如权利要求2所述的一种超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识方法，其特征在于，利用超精密飞切刀具试切工艺参数计算得到超精密飞切刀具试切工艺Y轴参数的计算式如下：其中，x为超精密飞切刀具试切工艺X轴参数，y为超精密飞切刀具试切工艺Z轴参数，z为超精密飞切刀具试切工艺Y轴参数，R为试切球面曲率半径。4.如权利要求1所述的一种超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识方法，其特征在于，利用所述试切球面零件参数进行超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识包括：利用所述试切球面零件参数得到超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差。5.如权利要求4所述的一种超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识方法，其特征在于，利用所述试切球面零件参数得到超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差包括：当超精密飞切刀具存在超精密飞切刀具刀鼻半径误差时，利用所述试切球面零件参数计算超精密飞切刀具刀鼻半径误差；当超精密飞切刀具存在超精密飞切刀具垂直角度误差时，利用所述试切球面零件参数计算超精密飞切轴系垂直角度误差。6.如权利要求5所述的一种超精密飞切刀具半径和轴垂直度误差辨识方法，其特征在于，利用所述试切球面零件参数计算超精密飞切刀具刀鼻半径误差包括：利用所述超精密飞切刀具试切工艺Y轴参数得到超精密飞切零件的Y...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘现磊，张效栋，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：