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作为超精密加工领域中的一个关键性技术难题,非球面的加工一直受到各个国家的高度重视。近年来,非球面制造技术发展很快,其中磨削加工技术和气囊抛光技术被广泛应用。但是,非球面光学元件在磨削加工转移到气囊抛光的过程中,由于多次的移动和装夹,不仅产生重复定位误差,而且容易造成光学元件的破坏,另外严重影响加工效率。针对这个问题,本课题组设计了一种同时具备超精密磨削和气囊抛光功能,可显著提高加工效率的数控磨抛复合加工机床。 但是,要保证磨抛复合加工机床的加工精度和加工效率,在加工对象确定的情况下,除了机床之外,加工工具的修整等配套技术应达到较高要求。为了保证磨抛机床的金刚石砂轮和抛光气囊头在加工中处于良好的加工状态,需要使金刚石砂轮的修整和抛光气囊头的修形都能达到较高的要求。本文的主要目的是针对磨抛复合加工机床特殊的结构及砂轮修整和气囊头修形两方面的需求,设计一种能同时兼顾砂轮修整和气囊头修形的多轴修整器。 课题来源于“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项-“Φ1500大尺寸超精密非球面车磨复合加工机床及应用工艺”的子课题“砂轮修整装置技术及工艺”,其中本文主要做以下几方面的研究: (1)研究砂轮修整和气囊修形的原理,在单轴杯形砂轮修整器的基础上完成多轴修整器的结构设计,以满足砂轮修整和气囊修形两方面的需求。 (2)进行多轴修整器控制系统规划及设计,包括数控系统的选配,电气规划及设计,修整控制流程和修整工艺设计等。 (3)对修整器进行误差分析,并对误差进行分析对比,讨论各误差对砂轮修整及加工精度的影响。 (4)进行多轴修整器的修整实验,证明修整器能提高金刚石砂轮的磨削性能,增强对工件的加工效果,并且符合设计要求。