孙郅佶 ， 毕 果 ， 安晨辉 ， 王振忠 ， 雷向阳 , 张清华

(1.厦门大学 物理与机电工程学院，福建 厦门 361005； 2. 成都精密光学工程研究中心，成都 610041)



主轴回转误差引入飞切加工表面微波纹的形成机理与解决方案

孙郅佶1，2， 毕 果1， 安晨辉2， 王振忠1， 雷向阳2, 张清华2

(1.厦门大学 物理与机电工程学院，福建 厦门 361005； 2. 成都精密光学工程研究中心，成都 610041)

为分析超精密飞切机床加工表面微波纹的形成机理，研究了主轴回转误差信息提取与表面形貌仿真技术，获取微波纹误差来源并研究解决方案。首先，在超精密飞切机床主轴上搭载五通道在线电容位移检测系统，并对采集到的信号进行误差分析提取。然后，建立飞切加工表面微观形貌三维仿真模型，仿真分析主轴误差引入的加工表面微波纹，并与表面检测结果比对确定误差来源。最后，通过调整主轴电机控制系统抑制该误差。三维仿真和实测结果相吻合，证实超精密飞切机床主轴转速波动导致的回转误差造成了工件表面1 Hz左右的规律性条纹，对主轴转速控制系统进行数字化改造后，基本消除了该因素导致的表面微波纹，表面粗糙度从5 nm以上抑制到2 nm左右,PV值优于10 nm。超精密飞切机床主轴转速波动会对飞切加工表面微观形貌以及表面粗糙度产生显著影响，需至少控制在0.5 r/min以内。

超精密飞切加工；主轴回转误差；粗糙度；微波纹

超精密切削设备是超精密加工领域非常重要的一个分支，以其高精度、高确定性和高效率等优势，被广泛应用于各种高精度模具及光学元器件的加工[1-2]，可以直接切削获得纳米级粗糙度的超光滑表面。……