光學(xué)零件加工主要難點的分析(編輯修改稿)
2025-07-13 01:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 表面質(zhì)量容易保證，但至今為止，所有的傳統(tǒng)軌跡成型法加工均不能加工出高精度復(fù)雜面形的非球面零件，而且一般通用性差，能夠加工的零件形狀和尺寸單一，其根本原因在于加工所依據(jù)的成型工具的非球面軌跡曲線，或者成型靠模的非球面軌跡曲線，或者成型機構(gòu)的非球面軌跡曲線，均很難獲得高精度的曲線軌跡所致，也就是說所依據(jù)的非球面加工軌跡，并不是高精度的軌跡曲線。這就是傳統(tǒng)的成型軌跡加工非球面光學(xué)零件的加工難點所在?！ ‰S著計算機技術(shù)的發(fā)展和航空制造業(yè)的急需，數(shù)控技術(shù)得以在航空和機械加工領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，上世紀80年代數(shù)控技術(shù)被推廣應(yīng)用于光學(xué)非球面零件的加工技術(shù)中，促進了非球面加工技術(shù)的速發(fā)展，進而應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，研發(fā)出塑料注塑用的模具和玻璃模壓模具，解決非球面光學(xué)零件大量生產(chǎn)的需求。因此，可以說目前從技術(shù)上解決了單件少量和大量生產(chǎn)光學(xué)非球面加工難的問題但數(shù)控加工技術(shù)和注塑模壓技術(shù)不適用于需求非常廣泛的多品種變批量加工非球面光學(xué)零件，這是由于數(shù)控加工技術(shù)的工作原理所決定的，因此多品種變批量生產(chǎn)非球面光學(xué)零件的問題，至今仍然沒有得到解決。 光學(xué)零件加工主要難點的分析5 數(shù)控車削和數(shù)控磨削加工中加工工具的移動原理是插補原理，是數(shù)字化的，并不是連續(xù)模擬的，是工具臺在x、y軸上作微小折線段的移動原理。如果這種微小折線段的間距取得足夠小，可以保證曲線所要求的整體面形精度，但很難保證光學(xué)零件表面要求連續(xù)光滑的局部面形要求，因而不僅不能保證表面質(zhì)量要求，而且造成加工效率低下。數(shù)控加工光學(xué)零件除了由于插補原理存在理論性局部波紋誤差之外，還存在一系列的誤差因素，這些誤差因素不消除，也很難達到預(yù)想的加工效果，因此，這些誤差因素也是數(shù)控加工光學(xué)零件技術(shù)中的難點?！ ?數(shù)控加工光學(xué)零件技術(shù)的難點分析 數(shù)控軌跡成型的核心是插補理論。當前的插補理論的研究成果很多，但歸納起來主要有基值脈沖插補(也叫脈沖增量插補)和數(shù)據(jù)采樣插補(也叫數(shù)字增量插補)兩大類?；得}沖插補中有逐點比較法插補、數(shù)字脈沖乘法器插補、數(shù)字積分插補、矢量控制法插補、比較積分法插補、最小偏差法插補。數(shù)據(jù)采樣插補法中有時間分割法插補、擴展DDA法插補、雙DDA法插補等。按數(shù)學(xué)模型又可分為直線插補、圓弧插補和二次曲線插補等。脈沖增量插補所形成的軌跡是如圖4(a)和(b)的微小折線的近似軌跡。圖4(c)所示為磨輪中心按微小折線移動結(jié)果在工件上形成的“波紋形”軌跡示意圖。數(shù)字增量法插補所形成的軌跡是圖5所示的時間分割插補法中的直線、弦線和圓弧插補軌跡?！》乔蛎婀鈱W(xué)零件的軌跡曲線是非圓曲線，所以不管采用當前的什么樣的插補方法，由于插補原理“…只能用折線軌跡逼近所要加工的曲線”，所以工件上得到的這種折線，總是一種似折線，并不是連續(xù)的光滑曲線。因此，用數(shù)控方法得到的折線形表面(即表面波紋)不是光學(xué)級表面，這就是數(shù)控加工原理得到光學(xué)級表面很難的主要原因之一。 光學(xué)零件加工主要難點的分析6 1)數(shù)控控制系統(tǒng)誤差Δ控數(shù)控系統(tǒng)是由很多硬件和軟件構(gòu)成的復(fù)雜控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的零部件的性能，由于溫度和干擾等原因，很難在任何情況下都保持一致，或多或少地都會引起控制系統(tǒng)的誤差Δ控，而這種誤差值難以準確估計，一般要超出亞微米級。這一誤差造成整體面形誤差?！?2)數(shù)控機床的零點漂移誤差Δ零數(shù)控機床中有機床原點、機床參考點、編程原點、工件原點、對刀點等，這些點之間都有嚴格的尺寸要求。但多種因素將影響這些點之間的位置誤差，這就是零點漂移誤差Δ零。這一誤差造成整體面形誤差。 3)各種補償誤差Δ補 數(shù)控加工中設(shè)置了多種補償功能，如刀具半徑補償、刀具長度補償、齒輪間隙補償、螺紋間隙補償、彈性變形補償、刀具磨損補償、熱變形補償?shù)鹊?，這些補償功能的
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