[發(fā)明專利]一種固定式磨頭結(jié)構(gòu)及其無邊緣誤差加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010843847.1
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN112059815B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬嵩林;魏朝陽;邵建達(dá)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): B24B13/01
• 分類號(hào): B24B13/01;B24B41/04;B24B47/20;B24B49/00
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種無邊緣誤差加工方法，其特征在于，該加工方法步驟如下：

(1)面形誤差檢測：利用面形精密儀器對待加工工件進(jìn)行面形誤差檢測，獲得待加工工件的面形誤差分布數(shù)據(jù)；

(2)路徑規(guī)劃：將機(jī)床擬行進(jìn)路徑抽象為路徑上等距有序分布的點(diǎn)集序列，獲得點(diǎn)集序列中各點(diǎn)坐標(biāo)位置，記為L(n)＝(x_n,y_n)；

(3)采集去除函數(shù)：進(jìn)行去除函數(shù)試驗(yàn)提取去除函數(shù)，磨頭采用僅自轉(zhuǎn)模式，獲得實(shí)際去除函數(shù)記為R(x,y)，并基于Preston方程結(jié)合多項(xiàng)式擬合獲得其中k·P(x,y)項(xiàng)，k為常數(shù)，P(x,y)為壓強(qiáng)分布，ω為工具旋轉(zhuǎn)角速度，以二次多項(xiàng)式為例，公式如下：

R(x,y)＝k·P(x,y)·V(x,y)

其中

令以二次函數(shù)擬合k·P(x,y)項(xiàng),方程為

min||k·P(x,y)-ar²-br-c||₂

此時(shí)k·P(x,y)＝ar²+br+c

(4)根據(jù)點(diǎn)集序列中各點(diǎn)坐標(biāo)位置及待加工工件形狀分別計(jì)算固定式磨頭在該位置下與待加工工件的實(shí)際接觸區(qū)域和面積S_n；基于擬合k·P(x,y)函數(shù)，計(jì)算點(diǎn)集序列中各點(diǎn)處實(shí)際去除函數(shù)R_n，公式如下：

令

若在(x_n,y_n)位置時(shí)，磨頭與工件接觸區(qū)域?yàn)镾_n

則求解方程

此時(shí)(x_n,y_n)位置的實(shí)際去除函數(shù)定義為R_n＝(ar²+br+c+d)·V(x,y)

(5)根據(jù)獲得的各點(diǎn)去除函數(shù)數(shù)據(jù)庫R_n，計(jì)算加工中各點(diǎn)磨頭駐留時(shí)間T(n)；公式如下：

其中

其中z為去除量，η為收斂系數(shù)

(6)根據(jù)駐留時(shí)間T(n)計(jì)算對應(yīng)進(jìn)給速率v(n)，公式如下：

(7)根據(jù)加工進(jìn)給速率分布v(n)，生成數(shù)控代碼，從而控制機(jī)床對待加工元件進(jìn)行超精密修形拋光。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無邊緣誤差加工方法，其特征在于，根據(jù)固定式磨頭采集得到的去除函數(shù)生成實(shí)際去除函數(shù)，再形成加工所需駐留時(shí)間及進(jìn)給速率，生成數(shù)控代碼，控制機(jī)床進(jìn)行超精密加工。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無邊緣誤差加工方法，其特征在于，所述的磨頭包括依次連接的金屬磨頭基底、橡膠定型層、發(fā)泡硅膠柔性層以及拋光墊層；所述金屬磨頭基底為一體式設(shè)計(jì)，所述橡膠定型層與發(fā)泡硅膠層粘接的表面曲率略小于待加工工件曲率半徑最小值，所述發(fā)泡硅膠層的厚度大于5mm。