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<p>双曲面型离子阱极杆精密车削方法</p>

李佳伟 吉方 赵舜

李佳伟, 吉方, 赵舜. <p>双曲面型离子阱极杆精密车削方法</p>[J]. 制造技术与机床, 2022, (4): 103-109. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.016
引用本文: 李佳伟, 吉方, 赵舜. <p>双曲面型离子阱极杆精密车削方法</p>[J]. 制造技术与机床, 2022, (4): 103-109. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.016
LI Jiawei, JI Fang, ZHAO Shun. <p>Hyperbolic ion trap rod fabricated using precision turning method</p>[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (4): 103-109. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.016
Citation: LI Jiawei, JI Fang, ZHAO Shun. <p>Hyperbolic ion trap rod fabricated using precision turning method</p>[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (4): 103-109. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.016

<p>双曲面型离子阱极杆精密车削方法</p>

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.016
基金项目: 国家重点研发计划(2018YFF0109500)
详细信息
    作者简介:

    李佳伟,男,1988年生,硕士研究生,工程师,研究方向为超精密车削工艺。E-mail:18681628548@163.com

    通讯作者:

    李佳伟,男,1988年生,硕士研究生,工程师,研究方向为超精密车削工艺。E-mail:18681628548@163.com

  • 中图分类号: TH161.1

<p>Hyperbolic ion trap rod fabricated using precision turning method</p>

  • 摘要: <p>双曲面型离子阱极杆具有较高的表面质量和面型精度要求, 以满足离子阱的性能要求,然而现有的加工工艺方法存在诸多不足,因此提出了基于慢刀伺服的非圆截面精密车削工艺方法。首先,针对非圆截面车削加工中存在附加工作角度进行分析,仿真结果表明用偏心装夹能极大减小加工中刀具后角干涉对刀具角度的需求。其次,对于非圆截面车削加工中的轮廓误差的形成因素进行理论分析,仿真结果显示具对心误差能极大影响曲面的轮廓误差,为了获得亚微米的线轮廓精度,刀具对心误差须控制在1 μm以下。最后,通过试制加工,最终双曲面型的轮廓精度可优于0.3 μm。</p>

     

  • 图  1  双曲面型离子阱及其形成的正交电场

    图  2  拟试制的双曲面型极杆截面示意图

    图  3  非回转截面车削刀具附加角度形成示意

    图  4  试制双曲线杆不同加工位置刀具工作角度示意

    图  5  双曲线偏心量与附加角度关系

    图  6  双曲线慢刀伺服车削刀具轨迹示意图

    图  7  PVT插补轮廓拟合径向偏差误差(C轴增量5°)

    图  8  对刀误差对双曲线轮廓影响示意

    图  9  不同刀具误差组合形成的轮廓误差形状

    图  10  轮廓仪测量双曲面引入测量误差示意图

    图  11  双曲面杆车削过程与加工实物

    图  12  轮廓仪测量工位

    图  13  双曲面轮廓仪测量结果

    表  1  不同刀具对刀误差组合对双曲线轮廓影响 μm

    组别12345678
    刀具径向误差 5 −5 5 −5 0 5 0 2
    刀具高度误差 5 5 −5 −5 5 0 2 0
    轮廓偏差pv 3.06 3.06 3.06 3.06 2.12 1.42 0.84 0.56
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    表  2  加工工艺参数

    转速/(r/min)切深/mm进给/(mm/r)
    粗加工 60 0.02 0.02
    半精加工 60 0.01 0.02
    精加工 30 0.008 0.006
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    表  3  精加工后不同截面轮廓仪计量结果

    截面数123456789
    pv/μm0.300.380.270.270.300.280.300.300.29
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  • 收稿日期:  2021-08-10

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