自由曲面的慢刀伺服车削轨迹优化

慢刀伺服(STS)车削技术是加工自由曲面光学元件的一种有效方法。但是在慢刀伺服车削过程中,面形的矢高和口径大小会影响加工精度。针对这种情况,通过研究慢刀伺服车削等弧长法和等角度法的线性化误差趋势,提出了一种先等弧长、后等角度的组合车削轨迹优化方法。为实现车削轨迹的合理规划,对新的车削轨迹衔接点的选取进行了优化设计,利用MATLAB软件以正弦网格曲面为例进行仿真,结果表明该车削轨迹优化方法能够有效提高其面形精度。

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。

镜片精密车削表面粗糙度预测

针对复杂曲面镜片加工的困难,将慢刀伺服车削应用于镜片加工中。采用正交试验回归分析法,建立基于刀具圆弧半径、每圈进给量、背吃刀量、主轴转速和离散角度的表面粗糙度指数预测模型。同时引入最小二乘支持向量机(Least squares support vector machine,LS-SVM),建立基于径向基函数的LS-SVM预测模型。该模型对正交试验样本进行训练学习,采用网格搜索和留一法交叉验证确定模型参数。通过验证试验的对比,LS-SVM模型的预测精度明显优于指数模型,其相关系数R2为0.998 85,方均根相对误差为10.95%,平均绝对百分误差为9.28%。正交试验和LS-SVM预测模型的分析结果表明,在主要工艺参数中刀具圆弧半径和每圈进给量对表面粗糙度影响较显著,背吃刀量次之。

一种铝合金离轴抛物面镜的制造

铝合金离轴抛物面镜以其易加工性、经济性及适合低温和变温环境使用等优点在光电装备中得到越来越多的应用。本文通过采用单点金刚石车削的加工工艺,研究了慢刀伺服车削中影响面形加工精度的主要参数及面形的无像差法测量方案,目的在于寻找出在达到使用要求的同时,又较为经济可靠的工艺方法,结果表明,口径120mm的铝合金离轴抛物面镜采用慢刀伺服车削法加工面形可以达到1/3λRMS,工艺稳定,满足使用需求。