无结合剂碳化钨非球面模具的超精密磨削加工

针对无结合剂碳化钨材料,进行非球面模具的法向磨削试验研究。分析法向磨削非球面时的砂轮对刀误差对磨削精度的影响,研究无结合剂碳化钨非球面模具的磨削表面形貌特征和最终表面质量,优化误差补偿工艺,并利用聚焦离子束对磨削后的非球面亚表层损伤进行成像分析。研究结果表明利用推导的砂轮对刀误差方程,可以在磨削加工前对砂轮的初始位置进行精确调整,提高磨削加工精度。磨削后无结合剂碳化钨非球面模具不同区域的表面质量不同,距非球面中心越近,磨削质量越好,距中心越远,磨削质量越差。经过3次误差补偿磨削加工后,最终的无结合剂碳化钨非球面模具的面形精度误差均小于0.3μm(PV值),表面粗糙度平均值小于8 nm(Ra值),亚表层没有明显的裂纹产生。     

轴对称非球面加工误差分离及补偿技术

分析轴对称非球面磨削加工中砂轮尺寸精度和形状精度等因素对加工工件精度的影响,提出适用于非球面加工的工件表面误差多参数分步分离的数学模型。新方法解决了原有加工存在的系统误差分离不彻底、补偿加工所需要的各项参数难确定等问题。试验结果表明：该数学模型更接近于理论计算轨迹,可以有效地减小加工误差,进一步提高工件的加工精度。     

微小非球面光学模具单点斜轴误差补偿磨削

针对微小非球面光学透镜模具的纳米单点斜轴误差补偿磨削进行研究。通过分析比较传统的直交轴磨削法,提出微小非曲面光学模具的单点斜轴磨削方式,有效避免微细砂轮在加工微小非球面时发生干涉情况;采用单点恒定磨削方式提高微小非球面磨削的稳定性及精度。通过分析磨削区域内微细砂轮与微小非球面的干涉情况,从而合理计算并选用较高强度的微细砂轮。提出微小非球面误差补偿磨削策略,分析砂轮的对心误差(x轴向和y轴向)对形状精度的影响,采用法向残余误差补偿的方法对加工后的形状误差进行超精密补偿磨削。利用超精密磨床对口径为2 mm的超硬热压模具碳化钨材料的微小非球面进行纳米单点斜轴误差补偿磨削试验,经过三次超精密磨削及误差补偿循环,其形状精度PV从1 034 nm改善至146 nm,表面粗糙度达到Ra2.19 nm。     

非轴对称非球面平行磨削误差补偿技术研究

针对非轴对称非球面的成形加工法柔性不足及球形砂轮加工法对工具和机械的要求太高的缺点,提出采用普通圆弧金刚石砂轮加工的平行磨削法。对于新方法加工中存在的加工误差问题,提出在非轴对称非球面加工中使用带倾角圆弧修整器及对主轴半径和副轴半径误差采用离线补偿的加工技术。通过理论分析和试验表明此方法可达到提高非轴对称非球面的加工精度的效果。     

高精度非球面加工双轴动平衡监控技术研究

提出一个智能型双轴动平衡监控系统, 针对高精度加工中工件和工具的振动会相互作用而影响加工效果,该系统同时对砂轮主轴和工件主轴进行平衡,集中处理工具和工件的振动数据,综合分析整个加工系统的平衡效果及工件的表面误差情况,从而达到减少工件加工误差,降低设备磨损,提高磨削加工精度的目的。实验结果表明,对振动数据的分析是正确的, 可实现高精度的非球面加工。     

砂轮几何参数对非球面轨迹包络磨削的影响研究

针对非球面轨迹包络磨削过程中砂轮磨损而影响加工质量的问题,根据非球面轨迹包络磨削成形原理,分析了轴对称非球面、非轴对称非球面加工中盘形砂轮的几何参数对轨迹包络磨削加工过程的影响。分析结果表明:盘形砂轮圆弧截面的圆弧直径、砂轮宽度、砂轮直径等几何参数将直接影响到参与磨削的砂轮磨粒的数量。合理选择盘形砂轮的几何参数,可以有效地增加参与磨削的砂轮磨粒数量,从而减少盘形砂轮的磨损,这对于提高非球面轨迹包络磨削加工精度有着非常重要的意义。     

圆弧金刚石砂轮三维几何形貌的在位检测和误差评价

针对非球面光学元件加工对圆弧金刚石砂轮形状误差测量的需求,提出了砂轮三维几何形貌在位检测与误差评价方法。建立了砂轮外圆面螺旋扫描轨迹测量数学模型,利用位移传感器获取了砂轮表面轮廓数据;对得到的数据匀滑滤波后沿圆周展开并进行插值处理,得到砂轮三维几何形貌。然后,根据非球面平行磨削加工特点,提出评价圆弧砂轮形状精度的指标。通过提取三维几何形貌轴截面轮廓,进行最小二乘圆弧拟合得到不同相位处的圆弧半径与圆心坐标,并由误差分离获得砂轮表面圆弧的圆度误差、圆周跳动误差及轮廓圆心轴向偏差。最后,对非球面加工圆弧金刚石砂轮进行检测,获得了砂轮的三维几何形貌以及多个关键尺寸及其误差数据:即圆弧金刚石砂轮的平均圆弧半径为55.442 3mm,半径波动极差为0.16mm,中央±8mm环带内圆弧的圆度误差约为5μm,圆周跳动误差约为2μm,截面轮廓圆心轴向位置相对偏差为0.008mm。根据检测结果,进行了大口径复杂非球面磨削实验,得到的元件面形P-V值为4.62μm,RMS值优于0.7μm,满足工程的实际需求。     

轴对称非球面模具加工中的补偿技术研究

研究精密磨削以及超精研磨轴对称非球面模具中 ,磨削力和速度变化对加工表面精度的影响因素 ,提出一种使用软件技术对加工误差进行补偿控制以提高加工精度的方法。     

磨削加工自动化、智能化及虚拟化

磨削加工中,由于砂轮线速度高引起的破碎现象时常发生,砂轮破碎及磨损状态的监测是关系到磨削工作能否顺利进行和保证加工质量和零件表面完整性的关键;在高速加工中,砂轮与工件的对刀精度,砂轮与修整轮的对刀精度将直接影响到工件的尺寸精度和砂轮的修整质量，因此，在高速磨削加工中，在线智能监测系统是保证磨削加工质量和提高加工生产率的重要因素。     

一种新型非球面高效研磨方法的研究

针对目前非球面加工的难题，提出了一种利用弯曲成形法制作磨具来实现非球面高效研磨的新方法。阐述了弯曲成形法高效研磨的原理，建立了磨具弯曲成形的数学模型，分析了磨具成形的等距线误差。实验结果表明：采用弯曲成形法制作的磨具成形精度较高，面形精度达到微米级；采用该方法研磨非球面零件是可行的，能满足中等精度的非球面零件研磨加工要求；效率高、成本低，有很好的开发和应用前景。     

一种基于保形B样条函数的非球曲面加工插补算法

在非球面加工中,由于加工设备和刀具的刚度、精度问题及加工方法的不同,选择任何一种加工方式,实际加工的表面形状与理论计算的轨迹之间都存在加工误差。因此,要想提高非球面工件的加工精度,     

用金刚石刀超精车削光学非球面镜

文章介绍了用金刚石刀超精车削光学非球面镜的方法。分析了在超精车削中影响镜头表面光洁度和圆度、面形精度的因素,其中介绍了机床主轴的非同步误差对表面光洁度的影响,并系统分析产生非同步误差运动的原因和降低非同步误差值的方法;为消除工件装卡变形对加工镜头精度的影响,加工中采用逐点趋近法分步消除工件的装卡变形,从而达到镜头圆度为0.35μm的高精度。     

多线砂轮复合自动修磨装置的设计与精度检验

多线砂轮复合自动修磨装置采用CNC数控系统,利用两个独立金刚石滚轮休整器,实现单支和多支砂轮的高精度修磨,极大地降低了人工操作带来的加工误差,提高了产品加工精度和效率。通过表面粗糙度检测数据可知,具有多线砂轮复合自动修磨装置的数控丝锥螺纹磨床完全符合加工精度要求。同时,采用多元回归方程建立基于砂轮修整参数的表面粗糙度预测模型,并设计单因素试验,得到砂轮修整参数与表面粗糙度之间的关系。由显著性分析结果得出,径向修整进给量是影响表面粗糙度的主要因素。     

大尺寸轴对称非球面磨削精度建模和分析

运用刚体运动学理论和坐标变换,建立高精度平面磨床的通用误差模型。针对大尺寸轴对称非球面工件的高精度加工要求,采用光栅式平行磨削的加工方式。根据这种非球面磨削方式和高精度平面磨床的结构,给出影响大尺寸非球面加工精度的主要误差因素,并建立基于这些主要误差因素的大尺寸非球面误差模型。对主要单项误差的分析表明,磨床的直线度及定位精度误差和圆弧半径误差是影响面形分布的主要因素,而面形误差值则是各个误差综合作用的结果。通过误差模型可以预测面形误差分布和大小,并可以利用该模型进行补偿加工。加工试验结果表明,该模型能够比较准确地预测面形精度,补偿试验后精度提高,说明利用该模型进行补偿是有效的。     

基于多体系统理论的非球面磨削误差模型与补偿技术

为提高大中型非球面的磨削精度,从而提高非球面的加工效率,研究轴对称非球面磨削过程的误差模型,并对误差进行补偿.运用多体系统理论,基于一阶线性模型,建立非球面磨削成形的统一误差模型,并且推导各种误差对于最终面形误差的传递函数.基于传递函数特征相似误差集中补偿的方法,将所有趋势项误差转化为砂轮对刀误差以及砂轮形状误差进行补偿,并建立实用补偿模型,从而避免求解、校正各项具体误差.试验结果表明,建立的误差模型和辨识模型正确,可以使面形误差收敛到预期范围,从而解决了轴对称非球面磨削中的精度控制问题.     

加工误差产生的原因及分析

在机械加工过程中,由于各种因素的影响,加工出来的零件不可能与理想的要求完全符合,总会产生一些偏差,这种偏差就是加工误差。加工精度是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度。加工误差和加工精度是从不同角度来评定零件的几何参数的。在实际生产中,都是用控制加工误差来保证加工精度,加工误差越小,加工精度越高,反之亦然。通过对影响加工误差的各种因素的分析,利用单因素分析法和统计分析法探索分析加工误差,找出减小加工误差的途径。     

ALON高陡度薄壁保形非球面的超精密磨削工艺

为了实现新型红外陶瓷ALON高陡度薄壁保形非球面的超精密磨削加工,首先根据ALON的材料属性和高陡度薄壁保形非球面的结构特性,进行了其超精密磨削加工工艺性分析,并基于有限元计算方法,完成了面向ALON高陡度薄壁保形非球面的精密夹具的设计以及关键参数的优化。然后完成了ALON的超精密磨削工艺实验,工艺实验结果表明减小工件转速和砂轮粒度都会降低ALON的平均表面粗糙度Ra值,但砂轮粒度对磨削后ALON的表面粗糙度影响更显著。最后实现了ALON高陡度薄壁保形非球面的超精密磨削加工,磨削后的ALON高陡度薄壁保形非球面的面形精度PV值为2μm,表面粗糙度Ra值可达8.6nm。     

双回转球形顶尖在普通外圆磨床上的应用

磨削加工对零件形状精度和表面加工质量起着重要作用.在传统磨削过程中,砂轮尺寸、砂轮材质和粒度等砂轮特性参数,工件材质,中心孔研磨质量及磨削用量、砂轮转速、工件转速等磨削参数直接影响零件的形状精度和表面加工质量.实践证明,合理利用砂轮的特性参数、磨削参数及高质量的顶尖孔等参数,通过工艺手段可以得到很好的形状精度和表面加工质量.但传统的外圆磨削加工手段还是适应不了制造技术的飞速发展和节能高效的发展要求,为此我们对外圆磨削加工工艺进行了改进,提出了双回转球形顶尖磨削法替代固定锥形顶尖工艺改进方案.     

机械加工影响表面粗糙度的因素及改善措施

机械加工工件时加工精度与机床的精度及包括刀具、夹具、工件在内的整个系统有直接的关系,影响机械加工精度的因素很多,如机床制造零件的误差和安装误差以及加工过程中的有关操作,需要掌握机械加工中各种工艺对加工零件表面质量影响的规律,以便运用这些规律来控制零件加工的表面粗糙度,最终改善零件的表面质量、提高产品使用性能、减少机械设备的损坏、降低生产成本、提高经济效益。本文探讨了机械加工影响零件表面粗糙度的因素及改善措施。     

车刀刀尖圆弧半径对零件加工精度的影响

由于刀尖圆弧半径的存在,使得刀具运行轨迹与被加工零件的表面形状产生差异,由此引起被加工零件的轴向及径向尺寸误差,从而影响零件的加工精度。因被加工零件的表面形状各异,所以引起的差异也各不相同,文中依次分析了车削加工各类零件表面形状引起的差异及采取的措施。