一种非共振三维椭圆金刚石飞切光学自由曲面方法及专用装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种非共振三维椭圆金刚石飞切光学自由曲面方法及专用装置，属于难加工材料自由曲面切削技术领域；本发明专利技术利用非共振驱动方式，使金刚石刀具生成中高频或超高频三维椭圆运动，形成高速或超高速金刚石飞切主运动，刀刃运动轨迹在ｘ－ｚ平面上投影为往复直线运动，在ｘ－ｙ和ｙ－ｚ平面上投影分别为椭圆运动；光学自由曲面的创成是基于三维椭圆金刚石飞切、Ｘ轴进给、Ｚ轴往复进给、以及工件的圆周进给等运动合成的；本发明专利技术还公开了一种实现上述方法所用的基于四个压电叠堆直接驱动的金刚石刀具三维椭圆运动轨迹生成装置；三维椭圆运动的参数皆可自主控制，有利于获得最佳切削加工性；三维椭圆运动的跟踪控制，避免了实际切削时的失真。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超精密切削加工和难加工材料复杂光学零件切削加工
，特别 是涉及一种非共振三维椭圆金刚石飞切光学自由曲面方法及专用装置。
技术介绍
光学自由曲面是指没有回转对称性的光学曲面(Garrard 2005)，具有改善光学系 统性能、减缩光学系统尺寸等诸多优点，在许多工业领域有着广泛的应用需求。金刚石飞切是一类重要的光学自由曲面加工方法(Brinksmeier 2008)，其实质是 单刃圆周铣削，在每一转时间内刀刃只有部分时间参与切削，因而与连续切削相比，减少了 切削热引起的刀具磨损。现有金刚石飞切方法的不足之处在于①.不适合局部曲率半径 较小的光学自由曲面；②.切削速度的提高十分受限制；③.对于硬化钢等黑色金属材料 和碳化硅等脆性材料，金刚石刀具的切削加工性较差。为了扩展金刚石可切削材料的范围，学术界和工业界相继提出了一些改进的工艺 方法，例如低温切削、碳饱和切削、表面改性切削和椭圆振动切削(Elliptical Vibration Cutting，以下简称EVC)等。EVC被认为是目前最有发展前途的一种加工方法，具有减少 切削力、改善加工精度和表面质量、减少刀具磨损、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非共振三维椭圆金刚石飞切光学自由曲面方法，该方法包括以下步骤：（１）、工件装夹在精密数控车床主轴前端的夹具上，主轴的回转形成工件的圆周进给运动（Ｃ轴）；（２）、将一个动态误差补偿控制台安装在精密数控车床Ｚ轴溜板上，实时检测精密数控车床Ｚ轴溜板的瞬态坐标位置，通过在Ｚ轴实施动态误差补偿控制，实现Ｚ轴的精密往复进给运动，提高Ｚ轴的往复进给运动精度；（３）、将非共振三维椭圆运动轨迹生成装置安装在该动态误差补偿控制台上，形成高速或超高速的三维椭圆金刚石飞切主运动。控制两对压电叠堆，使金刚石刀刃的主切削运动轨迹在ｘ－ｚ平面即切削基面上的投影为往复直线运动，在切屑流出面形成合成的椭圆运动轨迹，获得最佳...

【技术特征摘要】
一种非共振三维椭圆金刚石飞切光学自由曲面方法，该方法包括以下步骤(1)、工件装夹在精密数控车床主轴前端的夹具上，主轴的回转形成工件的圆周进给运动(C轴)；(2)、将一个动态误差补偿控制台安装在精密数控车床Z轴溜板上，实时检测精密数控车床Z轴溜板的瞬态坐标位置，通过在Z轴实施动态误差补偿控制，实现Z轴的精密往复进给运动，提高Z轴的往复进给运动精度；(3)、将非共振三维椭圆运动轨迹生成装置安装在该动态误差补偿控制台上，形成高速或超高速的三维椭圆金刚石飞切主运动。控制两对压电叠堆，使金刚石刀刃的主切削运动轨迹在x z平面即切削基面上的投影为往复直线运动，在切屑流出面形成合成的椭圆运动轨迹，获得最佳的切削加工性；(4)、光学自由曲面的金刚石飞切创成运动涉及三维椭圆金刚石飞切主运动、X轴直线进给运动、Z轴的往复进给运动、以及工件的圆周进给运动(C轴)。2.一种非共振三维椭圆金刚石飞切光学自由曲面方法所用的专用装置，其特征在于 是由底座(1)，楔形块(2)，压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：林洁琼，周晓勤，刘强，李迎春，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：82