一种非回转对称高精度L型台阶的加工方法

　　0 引言

　　护目镜显示瞄准具是近几年来发展比较迅速的一种先进、高效的机载瞄准显示系统，在国外应用广泛、装机较多，但在国内装备领域还是空白[1]。护目镜瞄准显示光学系统中的零件种类多，形状复杂，如何加工出满足设计要求的光学零件是保证系统成像质量的关键。光学零件的加工涉及多项制造技术，关键技术之一是在一个光学透镜上加工一个非回转对称、高精度L 型台阶。

　　本文介绍一种在光学透镜上加工非回转对称、高精度 L 型定位台阶的方法。

　　1 零件的外形及技术要求

　　零件是一个圆形负透镜，一面为平面，一面为凹球面，其上存在一个 L 型台阶，台阶与平面平行，并关于轴线对称，如图 1 所示。

　　主要技术指标为

　　1) L 型缺口台阶厚度尺寸 4 ± 0. 02 mm;

　　2) L 型缺口台阶平行度 0. 01 mm;

　　3) 缺口半宽度 8. 5 ± 0. 02 mm;

　　4) 缺口宽度 17 ± 0. 04 mm。

　　2 技术方案

　　若台阶是圆形( 回转体) ，可以使用 240 CENTRO-MATIC CNC 激光定中心磨边机执行程序，磨外圆后直接磨出台阶。利用 240 CENTROMATIC CNC 激光定中心磨边机的控制精度，能很好地保证回转对称型台阶的加工。

　　此台阶是非回转对称 L 型，无法使用只能加工回转体的 240 CENTROMATIC CNC 激光定中心磨边机完成，针对其特点，采取以下措施:

　　1) 分析现有光加设备，确定在专用机床棱镜铣磨机上实现 L 型台阶的加工;

　　2) 利用现有工装夹具，通过加工试验件，确定在非常规加工状态下程序的正确性及可行性;

　　3) 精确测量试验件尺寸，根据测量结果设计合理的工装夹具，保证 L 型台阶的加工。

　　3 关键技术及解决措施

　　3. 1 工装夹具设计

　　夹具上设计一个宽度与被加工零件外圆直径相一致的平面，如图 2 所示。

　　在粘结时使零件的中心尽量与机床回转中心在一条直线上[2 -3]。平面的高度与专用磨轮外径相匹配，保证高精度非回转对称 L 型缺口台阶的厚度尺寸。平面与夹具底面很好的平行度可保证高精度非回转对称L 型台阶的平行度。夹具的一端为一方柱，加工时压杆压在夹具的方柱上而不是直接压在零件上，避免零件受力而压碎。

　　3. 2 第一个 L 型台阶程序编制原理

　　棱镜铣磨机的正常加工状态需满足两个条件:

　　1) 装夹稳固，机床压杆回转中心与零件的重心重合;

　　2) 磨轮的回转中心与零件被加工面高度中心一致。