自由曲面精密銑削加工與面形誤差評價的研究.pdf

1、隨著精密加工技術(shù)及光學設(shè)計水平的進步，對光學自由曲面元件的功能與性能的要求也日趨多樣化，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，往往具有非旋轉(zhuǎn)對稱性甚至是復(fù)雜不規(guī)則結(jié)構(gòu)。對于一些球面和非球面光學透鏡，可采用基于FTS技術(shù)的2軸精密車床進行加工；然而，針對結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的自由曲面，采用精密銑削則更具有優(yōu)勢。目前，對光學自由曲面的研究主要集中在精密車削，涉及自由曲面精密銑削的研究還較少。因此，有必要對自由曲面精密銑削的加工與形面誤差評價進行研究。
　　精密

2、銑削過程中的刀具軌跡規(guī)劃直接關(guān)系到自由曲面的加工精度。基于弓高誤差和行距殘留高度誤差的控制，開發(fā)了自由曲面精密銑削刀具軌跡規(guī)劃算法；并基于激光對刀儀，對參與曲面銑削精加工的球頭刀實際半徑值進行了精確測量。通過實驗得到了具有鏡面效果的自由曲面。
　　結(jié)合在機檢測和鏡像補償模型，采用“加工-檢測-再加工-再檢測”模式對加工過程中由切削力和磨損等因素引起的加工誤差進行補償加工。建立了精密在機檢測測頭標定模型并對測頭半徑補償進行了研究；基

3、于鏡像補償模型，提出了考慮補償光順性的自由曲面精密銑削補償方法，實驗證明該方法在保證自由曲面鏡面效果的同時，可將加工誤差補償?shù)綕M足精密銑削的要求。
　　針對精密銑削自由曲面提出了面形誤差評價算法。該算法分為測量曲面初始匹配區(qū)域識別，曲面粗匹配以及曲面精匹配三部分；基于Z-map模型的改進，使用二維矩陣描述自由曲面形狀特征信息，并利用該二維矩陣識別測量曲面在設(shè)計曲面上的初始匹配區(qū)域；由曲面粗匹配給精匹配提供良好的初始匹配位置后，IC