On-machine measurement and evaluation method of thin-walled optical parts with high gradient

Abstract

为了满足空气动力学要求，采用共形薄壁结构的整流罩或光学窗口成为未来高速飞行器的发展趋势。但是这类零件在加工过程中，切削力会随着轴向位置发生改变，一次加工难以达到精度要求，需要通过在位测量、补偿加工来控制切削力变化所引起的面形误差。以超精密车床作为运动平台，设计高陡度薄壁光学零件的在位检测系统，研究测点分布的优化算法，实现测量效率和测量精度的统一；建立热变形误差修正模型，提高高陡度薄壁光学零件在位测量的精度。针对某型高陡度薄壁头罩，通过在位测量为补偿加工提供指导，将头罩表面误差由峰谷比（peak-to-valley, PV）3.1 μm控制到PV 0.7 μm，将同轴度控制到1.02 μm，满足光学系统的性能要求。