机械加工中主轴运动影响的分析

以车床为例，以主轴运动误差对加工精度的影响从数学几何的角度进行了分析，并推导出加工误差的数学表达式。     

一种基于圆度仪的平行度、平面度测量方法

高精度坐标测量机单轴测量不确定度U95一般约为0．6μm，加上导轨直线度误差，则坐标测量机对平行度、平面度测量的扩展不确定度U95约在1μm。等厚干涉仪可解决高精度的平面度测量问题(如平晶的检定)，但平行度却缺乏更高精度的测量方法，并且当测量须针对零件端面上的特定点位时，等厚干涉仪也无能为力。而在高精度圆度仪上，不需改动任何硬件和软件可以解决上述问题。圆度仪对圆端面平面度和平行度的测量是可通过工作台主轴旋转的圆周运动和横臂带动测头的径向运动来实现，测量数据点位呈几个同心圆分布。由于为了实现圆度仪上的多圈采点测量，必须在工件端面径向移动测头，这就将圆度仪横臂导轨的直线度和相对于主轴的不垂直度带入了平面度和平行度的测量中，使得这两项误差直接影响到最终的测量结果，因此必须加以修正。     

基于ABAQUS的微细电火花超声振动主轴 仿真研究*

微细电火花技术凭借自身的特点和优势,在航空航天、医疗器械等领域发挥着重要的作用。超声振动辅助电火花加工在传统电火花加工中引入超声振动,加工精度和加工效率明显提高。作为核心部件,超声振动主轴的设计尤为重要。但传统设计过程,大大延长了研发周期和增加了成本,,因此,采用仿真方式进行研究具有重要的意义。本文对设计的微细电火花超声振动主轴的进行了仿真研究,通过ABAQUS进行了模态分析和谐响应分析,得到了超声振动主轴的谐振频率和输出振幅等参数。超声振动主轴的测试实验验证了仿真结果的正确性。     

等端切角法加工高次非球面原理及工艺分析

基于Z、X、B三轴联动的数控机床,提出了一种高次非球面的等端切角加工方法,采用等弦长离散非球面型线,并保持端切角恒定来计算数控机床的运行轨迹。等弦长可避免非球面型线因斜率变化引起的加工误差,等端切角加工方法保证磨头同一工作点完成工艺过程,提高加工精度和工艺稳定性。另外,通过编程模拟了等端切角法加工高次非球面的工艺过程,分析了端切角δ和距离C对机床工艺行程的影响,并指出两个参数的选取应使机床工艺行程满足:不存在磨头与工件之间的物理干涉;不存在Z、X向导轨和B轴的反向运行,避免将传动间隙误差引入到工件中;运行控制点的步距不得小于设备运行精度,避免机床跨点突进产生棱带误差;机床运行的工艺行程应尽量小以提高加工效率。因磨头磨损带来的加工误差,可通过磨头修锐或使用磨损边缘点作为工作点并重新编制数控加工程序来消除。     

离轴非球面轮廓测量导轨直线度误差补偿模型

由于研磨阶段非球面的面形误差将由几十微米收敛到几个微米,因此采用高重复精度的离散测量技术是决定误差收敛效率、影响加工进程的关键。在新一代数控光学加工中心(FSGJ Ⅱ)上,设计了双测头对非球面进行面形定量检测的轮廓测量机构。通过对测头运动导轨在x、z方向的直线精度的分析,建立了导轨直线度误差补偿模型,以较低的成本实现了较高的测量精度。     

轨迹成型法加工球面光学零件面形精度分析

分析了轨迹成型法加工球面时影响零面形精度的多种因素，其中包括：工件回转轴与摆动轴不共面误差，工件回转轴与砂轮轴不共面误差，工件回转轴径向跳动、摆动误差，轴向窜动工件摆动轴的径向跳动以及砂轮的振动等因素对工件面形精度的影响。为了提高工件面形精度，首先应提高各回转轴和移动件的制造精度和减少配合误差，使其静刚度和动刚度提高，这是保证面形精度的最重要和基本的条件。     

Φ420mm离轴抛物面反射镜的制造

本文报告Φ４２０ｍｍ大口径离轴抛物面反射镜的加工与检测技术。给出了加工方案的确定原则，起始球面的选择，离轴抛物面非球面度的计算。讨论了在母抛物面加工过程中，以离轴镜面位置做为子孔径检验来控制母抛物面面形，从而最终保证离轴镜面形的子孔径立式检验方法。并对加工检验中各元件之间的相互位置精度要求作了分析与估算。报告了离轴镜从母体镜上套挖的工艺方法。给出了离轴镜的检测结果。     

球面高速精磨模的修正

<正> 球面高速精磨模加工面的径向跳动量除依靠机床的跳动控制在0.01mm外,还要依靠基体模的径向定位基面保证主轴螺纹与基体模之间的同轴性。当机床的主轴径向跳动量达不到0.01mm,或机械加工的基体模球面径向跳动达不到适合高速精磨的精度时,可修正基体模球面和高速精磨模加工面,达到所要求的精度。修正的方法是先将基体模装到高速精磨机床主轴上,用百分表测量出要修正最大值方向,在钢球模与基体模用金刚砂对磨时,在最大值方向用手加压(凸凹基体模置钢模之上),加压之后再对     

一种离轴凸双曲面单修加工及检测方法的研究

离轴凸双曲面的加工和检测是非球面加工检测中的一个比较困难的问题.结合一块口径φ230mm、离轴量226mm的凸双曲面镜,提出了离轴凸双曲面镜单修加工以及采用离轴Hindle球检测偏转角度的离轴凸双曲面镜这一方案.给出了单修加工工艺,并解决了检测光路的搭建难点.加工完成的离轴凸双曲面的面形精度RMS优于λ/50(λ=63...     

碳化硅指向反射镜轴的高精度镶接技术研究

碳化硅具有优异的热学性能和机械性能,是高性能空间光学应用中的优选材料。但由于它的硬度很高,使得碳化硅反射镜的高精度加工和装配变得很困难。为了提高碳化硅反射镜与两个镜轴固接后的位置精度,采用了结合衬套修正的偏心轴补偿镶接方案。结果表明,这种方法可以将镶接完成后的两个镜轴的同轴度误差降低到0.005mm。由于在镶接过程中仅需要通用的加工设备和工装夹具,因此可以在保证良好经济性的前提下提高碳化硅反射镜的装配精度。     

柱面光栅角度分度系统精密轴系的设计

设计分析了柱面光栅精密角度分度系统中的主轴轴系,阐述了角度分度系统中双轴轴系的设计原理及结构组成,给出了相应的双轴零位对准方法及主轴角度分度测量方法。轴系经安装调试后,得到了当主轴转动一个周期时柱面光栅角度分度实验数据输出曲线。实验结果表明,该轴系达到了所要求的测角精度和分辨率。     

大尺寸氧化铝陶瓷导轨超精研抛工艺研究

为了提高氧化铝陶瓷导轨超精密研抛加工的工作效率,分析了研抛压力、研抛速度以及磨料添加间隔等工艺参数与研磨抛光效率的关系。首先,根据氧化铝陶瓷导轨的特性及物理参数,确定研磨抛光盘以及磨料的选型。然后以高精度平面平晶作为检测工具,平晶与导轨表面形成干涉条纹,利用条纹的数量定量表征研抛效果。最终得到氧化铝陶瓷导轨的最佳工艺参数:每个研抛压力应该控制在40 N;研抛线速度为45 m/min;研磨剂的添加时间为30 min。在同等时间内,应用此套工艺参数可以达到更高的面型精度。     

单点金刚石机床及其在光学工程领域的应用

介绍了单点金刚石车床概念,总结回顾了单点金刚石车床在国防和商业领域内的发展状况,给出了目前商用单点金刚石车床的典型产品。对单点金刚石车床的关键零部件和核心技术,如空气静压主轴、液压导轨、直流电机、对刀装置、误差补偿和自适应控制等进行了分析。最后,介绍了适宜单点金刚石车削加工的材料,分析了快刀伺服和慢刀伺服在光学元件中的应用以及所加工的光学元件在国防和商用光电产品中的应用,并以主次镜望远镜系统和精密光学系统无调整装配为例,说明了单点金刚石车削在光电产品中的重要作用。     

Shack-Hartmann波前传感器非零位在轴检测离轴非球面反射镜

在离轴非球面反射镜研磨后期和粗抛光阶段,被测反射镜面形与理想面形存在着较大的偏差,表面反射率较低,采用干涉测量会因局部区域干涉条纹过密或条纹对比度过低,造成普通干涉仪无法进行全口径测量,而普通接触式轮廓仪测量精度此时已经不能满足加工要求。鉴于Shack-Hartmann波前传感器较大的动态范围和较高的测量精度,提出了采用Shack-Hartmann波前传感器非零位在轴检测离轴非球面面形,研究了该方法的检测原理并搭建了检测系统,分析了系统误差来源,并制作了用于在轴检测离轴非球面的参考波前,对两个不同加工精度的离轴非球面反射镜进行了测量,并与干涉仪的测量结果进行了对比。对比结果表明,Shack-Hartmann波前传感器的测量结果是正确可靠的,并且可以弥补轮廓仪测量和干涉仪测量的不足,从而证明了采用Shack-Hartmann波前传感器在轴检测离轴非球面的可行性和正确性。     

单点金刚石机床及其在光学工程领域的应用

介绍了单点金刚石车床概念,总结回顾了单点金刚石车床在国防和商业领域内的发展状况,给出了目前商用单点金刚石车床的典型产品。对单点金刚石车床的关键零部件和核心技术,如空气静压主轴、液压导轨、直流电机、对刀装置、误差补偿和自适应控制等进行了分析。最后,介绍了适宜单点金刚石车削加工的材料,分析了快刀伺服和慢刀伺服在光学元件中的应用以及所加工的光学元件在国防和商用光电产品中的应用,并以主次镜望远镜系统和精密光学系统无调整装配为例,说明了单点金刚石车削在光电产品中的重要作用。     

弹性薄片零件精密加工技术

生产中遇到许多易变形弹性薄片零件，如常见的垫圈、摩擦片、特别的碟性弹簧，薄板、飞片等，它们刚性差、散热困难、装夹时易引起装夹变形，加工时会出现翘曲，严重影响零件的加工精度。对这类零件的精密加工技术进行研究，对减少工件的热处理变形及装夹变形，减少变形工作对零件最终形成精度的影响，从而保证弹性薄片类零件的加工精度具有至关重要的意义。提高零件精加工前的精度以及减少零件装夹变形和减小切削力是提高零件加工精度的重要措施。对于力学性能要求较高的工件，一般都需要进行热处理，以提高工件的综合力学性能。     

普瑞玛推出新型多轴精密激光加工系统795XLZ

近日，普瑞玛发布了新的795XLZ系统。据悉，这套系统拥有扩展的z轴，行程达1．83m，X轴行程达2m，Y轴行程达1m，以及最新的BeamDi—rector3（BD3）加工头，即可以旋转摆动来定位激光光束的加工头。据了解，795XLZ系统设计用来打孔、切割及焊接中等以上体积的三维工件，以最简化设置即可确保工件精度并减少加工周期。它拥有独特的移动光束运动系统并且包含LASER—DYNE所有软硬件功能。     

应用五轴离子束修正超高陡度镜面

为了验证离子束修正超高陡度镜面的能力,对采用五轴离子束加工超高陡度镜面的问题进行了分析研究和加工实验。根据现有检测条件制定了实验方案并对面形数据进行了处理;对超过机床五轴加工摆轴行程区域的驻留时间进行了补偿;建立了离子束五轴加工后置处理算法,根据该算法编制了数控程序生成软件,并通过实验验证了生成的数控程序的正确性;最后进行了超高陡度镜面的五轴离轴加工实验,经过5轮迭代加工后,元件面形由初始的峰谷(PV)值为57.983 nm、均方根(RMS)值为9.406 nm,收敛PV值为11.616 nm、RMS值为1.306 nm,总收敛比达到7.20。实验结果表明:采用五轴离子束加工超高陡度镜面的方案可行,并且获得了较高的收敛效率和加工精度,同时验证了离子束离轴镜加工的可行性。     

轴对称非球面超精密磨削的几何模型研究

超精密磨削轴对称非球面光学器件是提高加工效率和加工精度的有效方法。根据轴对称非球面的轴对称性采用了加工简便的二轴联动超精密磨床,给出了NC加工中的砂轮中心位置计算的几何模型,分析了加工中影响精度的主要误差源及所产生的误差,提出了相应的误差补偿策略,并给出砂轮形状改进方法。     

一种高陡度离轴非球面的加工检测

因为离轴椭球镜中心遮拦区是不需要的，我们选择如下检验方案（如图１）。用一个直径Φ３ｍｍ的钢珠做辅助球面镜。先在已成型的轴对称椭球镜毛坯中心打一个Φ１０ｍｍ的通光孔，检验时此镜与夹具一起放在一稳定的Ｖ型块中。钢珠用胶粘在一直径Φ２ｍｍ的金属棒上，并固定在有两个自由度的调节支架上，以便在检验时调节焦距及光轴的重合精度。采用照明的光源是刀口仪拆去刀口和前组透镜，在筒口端面放一０．５ｍｍ厚的薄铜板做的Φ３ｍｍ的小孔光阑，从被加工镜后面作近似平行光的照明。可以用此方法来检验一轴对称高陡度椭球镜，合格后再采用辅助块与此镜粘贴，最后切磨取下所需的离轴镜。