非球曲面的超精密加工工艺及加工系统的研究摘要形精度提高。在实际的磨削加工中应重视这理论分析的结果，以最大限度地提高零件的加工精度。下面给出该项综合误差在加工中进行补偿的种方法。图砂轮磨削轨迹示意图图所示为砂轮磨削时的轨迹示意图。在磨削加工时，数控系统控制工件在轴方向和砂轮在轴方向同时运动，从而得到所需的非球曲面轨迹。设砂轮的中心点轨迹坐标为砂轮与工件接触点的轨迹坐标为砂轮半径为，砂轮磨削点法线方向与轴夹角为，则有下式当数控系统生成砂轮轨迹之后，磨削系统进行初次磨削，磨削完毕后用高精度的检测设备对非球曲面的面形误差进行检测，然后补偿砂轮轨迹，再次进行磨削加工，如此重复，直到满足精度要求为止，其流程如图所示。图磨削过程示意图第章非球曲面磨削装置设计.超精密加工的关键技术超精密技术发展到今天，已不是孤立的加工方法和单纯的工艺问题，而成为包括广泛内容的系统工程。实现超精密切削技术，不仅需要超精密的机床和刀具，也需要超稳定的环境条件，还需要运用计算机技术进行实时检测，反馈补偿。只有将各个领域的技术成就集结起来，才有可能实现超精密加工。超精密主轴超精密加工机床的主轴在加工过程中直接支持工件或刀具的运动，故主轴的回转精度直接影响到工件的加工精度。现在超精密加工机床中使用的精度最高的主轴是空气静压轴承主轴，目前的磁悬浮轴承还远达不到空气静压轴承的精度，所以还必须依靠空气轴承。本次设计所选即为空气静压轴承主轴。超精密导轨超精密加工机床导轨应有的基本要求是动作灵活无爬行等不连续动作直线精度好在实用中应具有与使用条件相适应的刚性高速运动时发热量少维修保养容易。超精密加工机床中常用的导轨有型滑动导轨和滚动导轨，液体静压导轨和气体静压导轨。传统的型滑动和滚动导轨在美国的应用都取得了良好的效果。液体静压导轨由于油的粘性剪切阻力而发热量比较大，因此必须对液压油采取冷却措施。另外液压装置比较大，而且油路的维修保养也较为麻烦。气体静压由于支撑部是平面，可获得较大的支撑刚度，它几乎不存在发热问题，若设计合理，则在后续的维修保养方面几乎不会发生什么问题，只需要注意导轨面的防尘。传动系统目前用于精密加工和超精密加工的传动系统主要有滚珠丝杠传动静压丝杠传动摩擦驱动和直线电机驱动。精密滚珠丝杠是超精密加工机床常采用的驱动方法，超精密加工机床般采用级滚珠丝杠，利用闭环控制最高可达.的定位精度。利用滚珠丝杠的微小弹性变形原理，可实现纳米分辨率的进给。但丝杠的安装误差丝杠本身的弯曲滚珠的跳动及制造上的误差螺母的预紧程度等都会给导轨运动精度带来影响。通常超精密传动机构应特殊设计，例如丝杠螺母与气浮平台的连接器是高轴向刚度，而水平垂直俯仰和偏转四自由度无约束的机构，电机与丝杠的连接器采用纯扭矩无反向间隙的连接器。气浮丝杠和磁浮丝杠可进步减小滚珠丝杠的跳动误差和因摩擦和反向间隙引入控制系统的非线性环节。静压丝杠的丝杠和螺母不直接接触，有层高压膜相隔，因此没有摩擦引起的爬行和反向间隙，可以长时间保持其精度，进给分辨率可更高。由于介质膜油空气有匀化作用，可以提高进给精度，在较长行程上，可以达到纳米级的定位分辨率。超精密刀具利用天然金刚石刀具进行超精密切削加工是获得高质量加工表面的主要方法，采用天然金刚石刀具加工球曲面非球曲面零件，可保证切削的纹理粗糙度较小，容易安装刀具以及刀具磨损后对加工表面的影响较小。但圆弧刃金刚石刀具制造工艺的要求同时产生锋利度和圆弧精度，特别是刃磨工艺直阻碍我国超精密曲面切削技术的发展。圆弧刃金刚石车刀的制造包括金刚石晶体定向刃磨刃磨质量测试以及刀体焊接等，其刃磨设备精度和刃磨工艺技术是其制造的关键。超精密加工其他技术超精密加工其他技术包括机床位移测量技术高度数控系统非球面面形测量装置延性磨削装置恒温供液系统和系统振动控制技术等。.传动系统设计磨削参数的计算磨削基本参数砂轮速度式中砂轮速度