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精密磨床研究的主要內容閱讀次數 [1017] 發布時間 :2019-08-15 15:45:59

從 60 年代開始,美國率先研究開發超精密加工技術,旨在開發制造軍事、宇宙等領域需要的特殊光學零件的超精密加工技術的發展。高精密數控機床的出現,非球面光學零件的加工技術有了長足的進步。隨著電子、航空、天文、激光核聚變,光通訊軍事技術的發展需要,很多光學儀器都采用了非球面光學零件。自從 CCOS 技術(簡稱“計算機控制光學表面成型技術”)問世以來,世界上以美國為首的一些發達國家相繼投入了大量的人力、物力和財力進行了深入研究,檢測、控制手段和精度得到了極大的改善和提高,在中大口徑非球面光學元件加工領域上應用越來越廣。目前,隨著精密制造設備的發展,國外非球面加工工藝日趨完善,高效磨削技術、快速拋光技術和計算機控制精密拋光技術,構成了中大口徑玻璃光學元件一套完整的實用化的加工工藝技術,滿足了玻璃非球面加工技術的需求。相對于國外種類繁多、性能優異的非球



面加工和檢測技術,我國這兩個領域開發和應用顯得非常薄弱。雖然國內有關科研院所進行了非球面加工單項技術開發,并取得了一些成果,個別技術已掌握并應用于生產中,但從整體工藝技術上衡量,我國非球面加工技術仍處于起步階段,中大口徑光學元件整體制造工藝技術水平與國外相比也有很大差距,加工精度低,周期長。


本專題針對目前軍用光學系統對大口徑光學非球面元件的需求,研制高精度、高效率的非球面磨削加工技術,采用金剛石砂輪平行磨削的方法加工口徑在 0.5 m 以內的光學非球面,以期解決在目前光學非球面制造中加工精度很難保證和加工效率低的問題,實現大口徑非球面光學零件的制造。所需研究的核心技術包含:非球面加工精密磨床的研制;金剛石砂輪的修形,休整技術;非球面平面加工軌跡設計及加工控制技術;表面誤差在線測量數據處理及表面精度評價技術;非球面補償加工技術。


為保證非球面加工精密磨床的精度,需要有限元方法對磨床床身進行分析。通過ANSYS 對其各支點的應力狀態進行分析,確定最佳支點和支撐狀態的應力變化,從而使磨床精度更高。對磨床進行模態分析,防止共振發生。對磨床床身的平面度,導軌的直線度進行測量,提出了影響機床精度的合理化措施。