复杂曲面慢刀伺服加工刀具半径补偿方法

随着机床技术的进步,一种基于慢刀伺服技术的超精密金刚石车削创成加工方式成为可能,能够一次加工获得精度很高的各种复杂曲面。在复杂曲面慢刀伺服车削加工路径规划中,针对存在的刀具过切现象,传统刀具半径补偿算法为计算曲面刀触点的等距点,通过分析传统等距点刀具半径补偿算法的不足,提出了一种基于等距点的刀具半径补偿算法,弥补了传统等距点刀具半径补偿算法的不足,通过实例证明该算法有效地改进了传统刀具半径补偿算法的不足,提高了曲面加工的精度。

超精密慢刀伺服金刚石车削加工的关键工艺问题研究

根据超精密慢刀伺服金刚石车削加工原理,以自由曲面为例,系统地分析了超精密慢刀伺服加工中工件面型对刀具参数和关键切削工艺参数的特殊要求,进一步归纳提出了复杂曲面慢刀伺服车削中的刀具选择和设计准则。该研究工作同时借助Nanotech 250 ULv2机床和UG对切削方向与刀触点布局方式,以及关键切削工艺参数进行了慢刀伺服加工路径仿真和超精密车削试验研究。结果表明合理的切削方向与刀触点布局及加工工艺参数选择,有助于实现自由曲面工件高效稳定可控的超精密慢刀伺服加工。

复杂平面型微透镜阵列慢刀伺服加工研究

为满足多样的光学需求,平面型微透镜阵列(Microlens array,MLA)正逐步向复杂结构样式方向发展,例如,微透镜单元不等间隔排布。针对此类复杂MLA元件存在加工轨迹计算困难的问题,提出了一种慢刀伺服加工轨迹算法。按照加工轨迹计算流程,该算法主要包含三部分内容:首先,优化了等弧长-等角度混用离散算法;其次,提出了计算离散点Z坐标的通用算法;最后,提出了基于几何模型的刀尖圆弧半径Z向补偿算法。实验结果表明:对于等间隔排布的常规平面型MLA,所提算法的计算速度、面形误差PV值分别比商用超精密切削CAM软件对应结果提高32.62%、降低30.77%;对于微透镜单元按非等间隔排布且具有多样的正多边形轮廓的复杂平面型MLA,依据算法所得加工轨迹较好地加工出目标MLA。研究工作不仅可移植于快刀伺服加工,而且为复杂平面型MLA元件的研制提供了技术支撑。