申请/专利权人：中国科学院光电技术研究所

申请日：2024-04-28

公开（公告）日：2024-06-07

公开（公告）号：CN118143316A

主分类号：B23B35/00

分类号：B23B35/00;B23Q3/06

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.06.25#实质审查的生效;2024.06.07#公开

摘要：本发明公开了一种大跨距短轴线高精扫描摆镜同轴孔精密镗削方法，通过设计矩形箱式结构的专用装卡工装与组合修配，避免了直接装卡所述扫描摆镜工件造成的装卡变形对加工精度的影响，并借助辅助基准块，优化了所述扫描摆镜工件的装卡找正方法，消除了装卡与找正误差、机床工作台回转角度误差及机床主轴轴线与理论零轴偏差对所述扫描摆镜工件两侧轴承孔调头镗削加工精度的影响，有效地保证了所述扫描摆镜工件两侧轴承孔的圆柱度及同轴度均小于0.005mm，且两侧轴承孔对光学基准面的平行度小于0.01mm，两侧轴承孔定位端面的平面度≤0.002mm、且对所述扫描摆镜工件光学基准面的垂直度≤0.01mm，形位公差等级高于IT1级。

主权项：1.一种大跨距短轴线高精扫描摆镜同轴孔精密镗削方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：步骤一：组合修配扫描摆镜工件与专用装卡工装；首先采用着色检验法确定所述扫描摆镜工件定位面与所述专用装卡工装环形配合面之间的贴合情况，确定所述专用装卡工装环形配合面上的高点，然后采用定点刮研方式去除所述专用装卡工装环形配合面上的高点，反复操作多次，直至所述扫描摆镜工件定位面与所述专用装卡工装环形配合面之间的贴合面积大于所述专用装卡工装环形配合面的95%；步骤二：组合锁紧所述扫描摆镜工件与所述专用装卡工装；首先将所述专用装卡工装放置在大理石平台上，并将所述扫描摆镜工件放置在所述专用装卡工装上，保持所述扫描摆镜工件定位面与所述专用装卡工装环形配合面自然贴合，然后在所述扫描摆镜工件四周架设千分表，监视所述扫描摆镜工件光学基准面，采用力矩扳手按对角锁紧顺序依次逐渐锁紧工件压板，保证所有锁紧螺钉的锁紧力相同，并观察所述千分表示数变化，若所述千分表示数变化超过0.002mm，则全部拆除，重复步骤一中的组合修配操作流程，直至将所述工件压板全部锁紧时，所述千分表示数变化均小于0.002mm，由此最大程度地减小所述扫描摆镜工件的装卡变形；步骤三：组合修研专用装卡工装底面；首先将步骤二中组合锁紧后的所述扫描摆镜工件与所述专用装卡工装放置在大理石平台上，架设千分表，检测扫描摆镜工件光学基准面各处与所述专用装卡工装底面的平行度，若所述千分表示数变化大于0.003mm，用记号笔标记所述专用装卡工装底面的高点位置，并拆除所述扫描摆镜工件，刮研修整所述专用装卡工装底面，重复操作多次，直至所述千分表示数变化小于0.003mm，以此保证所述扫描摆镜工件光学基准面与所述专用装卡工装底面的平行度，避免加工过程中，调头精镗削加工时引入所述扫描摆镜工件光学基准面法线方向上的高度偏差；步骤四：恒温处理；将所述步骤二中组合锁紧后的扫描摆镜工件与专用装卡工装转移至精密镗削加工车间，进行恒温处理，时长不少于3h，保证加工环境温度稳定在20℃±2℃范围内；步骤五：机床热机；在进行所述步骤三的恒温处理的同时，启动机床，使机床主轴、机床工作台及导轨充分跑合，并处于稳定工作状态，热机时长至少1.5h；步骤六：装卡辅助基准块；保持机床工作台不转动，在机床主轴上架设千分表，拉直并找正所述辅助基准块的上端面与相邻侧面，不断调整所述辅助基准块的位置，直至机床主轴沿所述辅助基准块的上端面与相邻侧面多次重复移动较长距离时，所述千分表示数变化均小于0.001mm，然后锁紧固定所述辅助基准块；步骤七：采用洗涤剂、酒精和无纺绸布彻底清洁机床工作台的台面、专用装卡工装底面、等高垫铁各面、专用装卡工装压板及千斤顶；步骤八：装卡并找正扫描摆镜工件；首先将等高垫铁、千斤顶、组合锁紧的扫描摆镜工件与专用装卡工装依次放置在机床工作台的台面上，尽量使所述扫描摆镜工件的中心靠近所述机床工作台的中心；然后在机床主轴上架设千分表，拉直找正所述扫描摆镜工件靠近主轴侧的轴承孔端面，当所述千分表示数变化小于0.005mm时，使用力矩扳手按对角锁紧顺序依次适当锁紧专用装卡工装压板，保证所有锁紧螺钉的锁紧力相同，随后检测所述扫描摆镜工件光学基准面，若所述千分表在所述扫描摆镜工件光学基准面上的左、中、右三个位置沿机床Z轴方向移动时，所述千分表示数变化大于0.005mm，则适当调节所述专用装卡工装压板的锁紧力，直至所述千分表示数变化小于0.005mm；步骤九：精镗扫描摆镜工件A轴承孔，记录机床X轴坐标值；安装镗刀器及刀具，保持机床工作台不转动，试切法对刀，找正所述扫描摆镜工件A轴承孔，精镗所述扫描摆镜工件A轴承孔及轴承孔端面，尺寸公差均按中差控制，切削参数根据具体加工材料及刀具种类确定，与此同时，记录精镗所述扫描摆镜工件A轴承孔时的机床主轴X轴坐标值；步骤十：将机床工作台回转180°，保持机床主轴的Y坐标值不变，在机床主轴上架设千分表，使所述机床主轴沿X方向移动靠近所述辅助基准块，拉直找正所述辅助基准块的侧面，同时微调所述机床工作台旋转角度，直至所述机床主轴沿所述辅助基准块侧面多次重复移动较长距离时，所述千分表示数变化均小于0.001mm，停止所述机床工作台旋转，并记录此时机床主轴的X轴坐标值；步骤十一：试切法对刀至扫描摆镜工件B轴承孔端面，确定刀具在机床Z轴方向的下刀位置，随后输入机床主轴X轴坐标值作为所述扫描摆镜工件B轴承孔的定位坐标，先对所述扫描摆镜工件B轴承孔粗镗一刀，直径上留量0.2mm，然后精镗所述扫描摆镜工件B轴承孔及轴承孔端面，尺寸公差均按中差控制，切削参数选择与步骤八中的切削参数保持一致；步骤十二：三坐标精检；松开专用装卡工装压板，将组合锁紧的扫描摆镜工件与专用装卡工装一同转运至三坐标精密测量车间，并放置在大理石平台上进行恒温处理至少3小时，然后将所述组合锁紧的扫描摆镜工件与专用装卡工装转移到三坐标工作台上，按对角顺序逐个松开工件压板，同时保证所述扫描摆镜工件定位面与所述专用装卡工装环形配合面自然贴合，并以所述扫描摆镜光学基准面为检测基准，精检所述扫描摆镜工件两侧轴承孔特征的尺寸公差与形位精度，并记录实测值，若检测结果与图纸要求存在偏离，则重复步骤七至步骤十一的操作流程，直至各项尺寸公差及形位精度达到图纸要求。

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百度查询： 中国科学院光电技术研究所 一种大跨距短轴线高精扫描摆镜同轴孔精密镗削方法

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