光学自由曲面超精密加工方法综述

介绍了几种典型的光学自由曲面,如离轴非球面、环曲面、Zernike曲面、微结构光学曲面、样条曲面和双对称曲面。评述了目前光学自由曲面超精密加工的方法,包括复制成型、CNC磨削/抛光、飞切加工、慢速溜板伺服和快速刀具伺服等,同时分析对比了上述方法的优点和不足之处,并展望了光学自由曲面的加工方法的发展方向。     

自由曲面光学元件的设计、加工及面形测量的集成制造技术

针对自由曲面光学组件的超精密制造这门崭新技术,开发出从自由曲面光学设计、CAD连续数据转化、自由曲面模型重构、多轴加工仿真与切削优化、加工误差补偿到自由曲面面形测量的集成制造信息平台。所开发的集成技术,能有效减少在同类多轴机床编写复杂数控程序的时间,优化加工条件与切削策略,针对不同类型的自由曲面光学零件的主工艺,进行数字化仿真,避免昂贵的反复试切试验,以及提高产品的面形精度。并通过一系列的试验来验证该集成平台的稳定性和有效性。     

自由曲面加工中数控加工技术的应用

随着我国加工制造业的快速发展,自由曲面加工产品的需求量逐年上升,这必然对其数控加工技术的要求越来越高。本文基于上述背景,以重用已有相似刀具轨迹为基本方法来进行其刀具轨迹模拟,以OCC以及VS2010为编程开发环境,初步设计了其刀具轨迹生成系统,并且最后进行了自由曲面数控加工的仿真设计工作,以期通过仿真实验的方式来进一步分析其刀具轨迹重用的合理性与科学性。     

非球面曲面超精密加工机床研制成功

2003年5月的一天,一块亮如镜面的铝材凸球面车削样件被小心翼翼地从非球面曲面超精加工机床卸下,送入国家级光学计量检验中心检验。检验结果为:车削加工样件的面形精度PV=0.228μm,表面粗糙度Ra=0.0078μm,这意味着表面粗糙度仅有不到8nm。这是三○三所研制的非球面曲面超精密加工机床在用户西安应用光学研究所进行交付验收时的一个场景。非球面曲面超精密加工机床的成功研制,表明三○三所超精密加工技术国防科技重点实验室比较全面地攻克了非球面曲面光学零件的超精密加工与测量的关键技术,打破了国外的技术封锁,使我国的非球面曲面光学…     

光学表面超精密加工技术

介绍了国内外光学器件超精密加工的各种先进方法 ,重点阐述了磁流变抛光技术及其抛光机理和关键技术。并对光学超精密加工技术的发展进行了展望     

超精密微细铣削加工技术

介绍了日本ＦＡＮＵＣ公司和电气通信大学研究的一种新的微细加工系统──车床型超精密铣床，这台铣床具有无摩擦伺服系统和用于微细加工的ＣＡＤ／ＣＡＭ系统，最小数控分辨率为１ｎｍ，实现了自由曲面微细切削加工。在对直径为１ｍｍ、高度差为３Ｏμｍ的复杂曲面进行的微细铣削加工中获得了ＲｚＯ．０５８μｍ的表面粗糙度。     

超精密光学非球曲面磨削系统的研制

为磨削加工出高精度,高质量的非球曲面器件,从理论上分析影响已加工表面粗糙度,轮廓精度的各种主要因素;设计研制一套超精密非球曲面磨削系统,其工件主轴,横溜板,纵溜板及磨头主轴均采用气浮形式,工件主轴的回转精度为０．０５μｍ,磨头主轴最高转速为８００００ｒ／ｍｉｎ,其回转精度为０．１μｍ,横溜板和纵溜板的直线位移分辨率可达４．９ｎｍ,而磨头中心高微调机构可实现０．１μｍ的精确微调;用已经研制成功的这套     

浅谈非球面光学零件的超精密加工技术

对国内外非球面光学零件的超精密加工技术、设备以及发展状况进行了分析和总结,指出了我国与国外先进水平的差距,并对我国非球面超精密加工技术的发展提出了建议。     

微结构自由曲面的超精密单点金刚石切削技术概述

回顾了超精密加工技术的发展,主要包括超精密加工设备的开发历程,以及超精密单点金刚石切削技术基础,并对微工程技术作一简要介绍;重点论述微结构自由曲面的微纳切削技术,包括单点金刚石车削(Single point diamond turning, SPDT),快刀伺服加工(Fast tool servo, FTS),金刚石微凿切(Diamond micro chiseling, DMC),光栅铣削等技术。指出微结构自由曲面测量领域面临的挑战和存在的问题,包括接触式测量和非接触式测量。通过几个典型微结构自由曲面的加工及测量的应用进行举例说明;最后介绍我国在超精密加工机床领域内的研制情况,展望了超精密切削技术未来发展趋势。     

自由曲面数控加工刀具的研究

对自由曲面数控加工中的刀具进行了较深入的研究。从刀具有效半径和切削速度的角度,对平头立铣刀在五坐标自由曲面加工中的加工效率与切削性能进行了分析。提出了球头刀和平头刀的刀位计算方法,并对叶片曲面的刀具轨迹进行了仿真模拟。     

补加工技术在CAXA中的研究与应用

曲面交线、曲面凹陷处及等高线加工中平坦面的补加工是曲面加工的难点.对CAXA制造工程师的4种补加工方法进行了理论分析,探讨了其刀具轨迹生成算法,并给出了区域式补加工和等高线精加工中平坦部补加工的应用实例.     

非球面超精密加工自动编程技术研究

讨论了非球面超精密加工自动编程技术中的数控插补、刀具半径补偿、工艺参数选择及编程误差分析等问题.结合研究的成果,完成了对旋转椭球面和旋转抛物面等非球面工件的加工工艺实验.     

超精密加工机床的关键部件技术

论述了亚微米级超精密加工机床的主轴、直线导轨、,进给与微量进给,隔振与恒温等关键元部件的设计原理、实施方案,及其在ＨＣＭ－１超精密加工机床中的应用。     

多功能数控光学表面加工系统

介绍了自行研制的多功能计算机控制精密光学表面加工系统“ＺＤＣＣＯＳ”及其机械结构、ＣＮＣ系统的硬件和软件。该系统具备５个运动自由度（４轴数控、１轴浮动）,采用双旋转磨头,在数字波面干涉仪的配合下能够完成多种光学非球面的加工任务     

特种加工技术及其发展趋势

本文简述特种加工技术的概念、作用、分类及使用范畴，并重点分析介绍机械特种加工、电气特种加工、热能特种加工、化学特种加工的现状水平及其发展趋势。     

对称多型腔粗加工刀轨快速生成算法

对具有对称特性的多型腔零件的刀轨规划方法进行了研究，提出了一种新的算法：首先生成其中一个型腔的刀轨，然后通过阵列生成其余刀轨，并对刀轨的进退刀进行处理，从而快速生成完整的、连续的、有序的刀具轨迹。该算法尤其适用于高速加工的刀轨规划，实践表明，可大大提高编程效率．节省加工时间。     

自由曲面微铣刀加工路径建模与仿真

为提高微小自由曲面数控加工精度与效率,对选择高效的自由曲面微铣刀加工路径进行了研究和讨论。在UG软件中,不同的加工模式对于自由曲面可得到不同的加工路径。首先,建立自由曲面模型并选定加工参数;然后,选用三种不同的加工方法,分别跟随周边、单向和往复,对三种加工路径进行铣削加工编程与仿真,分析了不同加工路径过切量与欠切量的结果,并对每种路径的加工时间进行了比较;最后,根据仿真及分析结果确定了具有较好加工精度和高效的加工路径。仿真结果表明,单向方式的加工路径可获得最小过切量,而往复加工路径可获得最小的欠切量。在加工时间方面,三种加工路径跟随周边、单向和往复的铣削时间分别为53s、115s和65s。通过对三种路径的分析与比较,选择高效的加工路径,帮助提高生产效率和加工精度。     

加工中心刀具破损检测的原理及应用

介绍了基于测量刀具长度的方法进行加工中心刀具破损自动检测的原理,给出了其在FANUC 18-MC系统中的应用实例.     

机床结构概念设计系统开发及在舵叶加工机床设计中的应用

提出了基于连续体拓扑优化理论的计算机辅助结构概念设计系统,利用Visual C++、UG和ANSYS开发了计算机辅助结构概念设计原型系统.针对舵叶加工专用机床设计中的问题,应用拓扑优化的理论对升降台进行结构概念设计,设计结果在保证结构刚度的同时达到了结构轻量化的目的.     

高速往复走丝线切割加工精度和表面质量的影响因素及改进措施

具体分析工艺电参数、加工工艺路线、电极丝的变形和低频振动以及机床本身的制造安装误差对高速往复走丝线切割加工精度和表面质量的影响,针对性地提出了具体有效的解决措施。