[00954442]大尺寸高硬内外球面精密磨削与动态精密检测一体化技术及其应用

大尺寸高硬内外球面精密磨削与实时精密检测技术是石油化工、煤化工等大型能源工程中流体输送控制装置、航空航天、天文观测等应用领域中光学器件制造的关键技术，由于这些关键部件型面特殊、表面硬度高、面形精度高，尺度大，加工制造十分困难，在国家、上海市以及企业多个项目支持下，经过十余年科技攻关，取得了如下重要技术突破： 1、针对表面喷涂WC等高硬合金材料的大型球面精密磨削技术难题，发明了一种在国际上具有独创性的、基于磨削迹线图像特征进行形状精度判别的、大型高硬球面精密磨削新方法和新技术，突破了两项关键技术：(1)大型球面精密磨削形状精度的动态检测技术，(2)大型球面精密磨削形状精度误差补偿技术，在磨削过程中，通过对球面磨削迹线的形貌特征来判别球面形状精度并进行误差补偿。该方法有效降低了大型球体和磨具重力等因素对加工精度的影响，提高了大型球面磨削精度的稳定性和保持性，磨削SΦ600mm大型高硬球面的圆度误差≤0.007mm、球度误差≤0.013mm、粗糙度Ra≤0.045μm。 2、发明了一种在国内外同领域内还未查询到的新方法-大尺寸高硬内球面精密磨削与实时检测一体化新方法，该方法解决了表面喷涂WC等高硬合金材料内球面精密磨削难题和磨削过程中球面尺寸精度实时检测的难题。克服了温度变形、振动等因素影响，实现了一次安装、无需停机就能自动完成设定球径的内球面精密磨削。该方法及技术提高了内球面的磨削精度，磨削半径R300mm内球面的尺寸误差≤0.005mm，大大提高了外球面与内球面密封耦合件的配合精度，降低了研磨时间，提高了质量和效率。 3、发明一种基于法向跟踪的大尺寸内球面、外球面、非球面多功能智能化精密磨削新方法，该方法原理是：以圆筒砂轮端面进行磨削，圆筒砂轮旋转中心线与球面、非球面母线磨削点法线始终保持重合，磨削点始终在球面或非球面母线上运动，从原理上保证磨削精度。该方法突破了2项关键技术：(1)可实现磨削精度实时检测和砂轮磨损补偿的电主轴技术，(2)法向跟踪的运动控制技术，其优点是：只需三轴运动控制即可实现内外球面、轴对称非球面的精密磨削，一次安装即可完成磨削与检测的全过程。 围绕相关技术内容，获授权发明专利13项，软件著作权3项，发表高质量论文40余篇、获中国发明专利优秀奖2项、中国国际工业博览会银奖1项等。经科技查新、同领域专家调研和鉴定，在国内外相关领域中未检索到相同方法和技术，填补了该领域空白、具有独创性，整体技术达到国际先进水平。 应用上述方法和技术，形成了系列高硬内外球面精密磨削工艺技术和装备，并在国内10余家企业中广泛推广应用，为推动企业的技术进步发挥了重要作用，使相关企业制造出完全可以替代进口、达到国际先进水平的产品，2015-2017年产生经济效益5.4226亿元，利润1.1685亿元，税收4032.4万元，创汇4354.2万美元。