Ultra-precision machining technology of off-axis paraboloid surface based on PMAC time-based control

Jian HE; Ze-long GUO; Song-bao LUO; Zhe LI; Hai-tao HAN; Shan-yi MA

doi:10.37188/OPE.20212908.1891

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Ultra-precision machining technology of off-axis paraboloid surface based on PMAC time-based control

Micro/Nano Technology and Fine Mechanics | 更新时间：2021-09-01

- Ultra-precision machining technology of off-axis paraboloid surface based on PMAC time-based control
- Optics and Precision Engineering Vol. 29, Issue 8, Pages: 1891-1898(2021)
- 作者机构：
  
  1.北京工业大学信息学部，北京 100124
  2.航空工业北京航空精密机械研究所，北京 100076
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.37188/OPE.20212908.1891
  CLC： TG519.3
- Received：07 February 2021，
  
  Revised：26 February 2021，
  
  Published：15 August 2021
- 稿件说明：
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何坚,郭泽龙,罗松保等.基于PMAC时基控制的离轴抛物面超精密加工技术[J].光学精密工程,2021,29(08):1891-1898.

HE Jian,GUO Ze-long,LUO Song-bao,et al.Ultra-precision machining technology of off-axis paraboloid surface based on PMAC time-based control[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(08):1891-1898.
何坚,郭泽龙,罗松保等.基于PMAC时基控制的离轴抛物面超精密加工技术[J].光学精密工程,2021,29(08):1891-1898. DOI： 10.37188/OPE.20212908.1891.

HE Jian,GUO Ze-long,LUO Song-bao,et al.Ultra-precision machining technology of off-axis paraboloid surface based on PMAC time-based control[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(08):1891-1898. DOI： 10.37188/OPE.20212908.1891.

摘要

为了实现对离轴抛物面等非回转对称、不规则复杂曲面零件的金刚石超精密车削成型。本文提出了一种基于PMAC时基控制的离轴抛物面加工方法。论文首先依据平移旋转方程对工件的坐标进行转换，然后根据时基控制原理计算控制参数，最后通过分析刀具的运动过程进行了工艺试验。实验结果表明，在主轴转速96 r·min

时，切削深度0.005 mm，刀具进给率1 mm·min

等切削参数进行加工时，成功地获得面形精度2 µm，粗糙度

为0.02的离轴抛物面。该方法不仅适用于离轴抛物面的加工，还适用于其它回转对称、不规则的自由曲面的超精密加工。

Abstract

In order to achieve ultra-precision diamond turning of non-rotationally symmetrical， irregular， and complex surfaces such as off-axis paraboloid surfaces， this paper proposes a method for the machining of off-axis paraboloid surfaces using time-based control of a PMAC. This study converts the coordinates of a workpiece based on the translation and rotation equations and then calculates the control parameters based on the time-based control principle. Finally， machining experiments are performed by analyzing the tool motion process. The experimental results show that off-axis paraboloid surfaces with a form error of 2 µm and roughness of

0.02 are successfully machined at a spindle speed of 100 r/min， cutting depth 0.005 mm， and feedrate of 1 mm/min. This method applies to not only the machining of off-axis paraboloid surfaces but also the ultra-precision machining of other rotationally symmetrical and irregular free-form surfaces.

关键词

Keywords

references

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