[发明专利]一种非球曲面零件的高效超精密加工方法及装置

摘要

本发明提出一种非球曲面零件的高效超精密加工方法及装置，本发明利用工件弹性变形，采用平面加工方式对非球曲面零件进行超精密加工：根据预期零件工作表面轮廓，制作负形靠模充当工件夹具，并根据工件的材料、尺寸与加工参数对靠模面面形进行修整；将精密板状工件毛坯在弹性变形范围内用真空吸附方式紧密吸附于负形靠模表面；以平面研磨、抛光等技术对毛坯进行精密与超精密加工；最后从负形靠模上释放工件，工件弹性变形恢复，被加工表面即形成预期轮廓；在一个负形靠模上可以对目标面型进行重复复制，从而实现非球面工件的批量加工。该发明为非球曲面零件的高效、低成本、批量超精密加工提供新方法，具有重要的理论意义和广阔的应用前景。

主权项

一种非球面零件的高效超精密加工方法，其特征在于：利用弹性变形原理采用平面加工的方式加工自由曲面，包括以下步骤：步骤1：将一个块状材料的一个面加工为与目标非球曲面的曲面形状相反的曲面面形，该块状材料形成一个与目标非球曲面对应的负形靠模；负形靠模上具有曲面面形的一面为靠模面；在负形靠模上与靠模面相对的未进行加工的一面为平滑面；在负形靠模的靠模面与平滑面之间至少打通一个通道作为产生负压时的气流通道；或者，负形靠模的材料选用多孔隙类材料；步骤2：将一个双面平滑的平板工件与所述负形靠模的靠模面相接触；启动真空泵，真空泵通过气流通道在平板工件与负形靠模的靠模面之间产生负压，所述平板工件在该负压的作用下产生完全弹性变形，并与靠模面紧密贴合，所述平板工件变形后未与靠模面接触的面作为被加工表面，被加工面为曲面；步骤3：将被加工表面加工成为平面；步骤4：将所述平板工件与负形靠模分离，平板工件产生恢复性弹性变形，所述平板工件原先与靠模面相接触的面变形为平面，所述被加工表面形成与目标非球面形相同的面形，加工完成；