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超精密机床 结构简图.dwg
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非球面磨削装置总装图.dwg
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非球曲面的超精密加工工艺及加工系统的研究说明书.doc
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1、加工技术的研究，到世纪年代以后，出现了许多新的非球面超精密加工技术，如计算机数控单点金刚石车削技术计算机数控磨削技术计算机数控超精密抛光技术等。这些加工方法基本解决了各类非球面零件的加工问题，加工零件精度和效率高，适于批量生产。非球面曲面加工应根据工件材料形状精度和口径等因素的不同，采用不同的加工方法。如对于铜铝等软质材料，可采用单点金刚石切削进行超精密加工，对于玻璃陶瓷等硬脆材料，则主要是通过超精密磨削研磨和抛光进行加工。目前，国外许多公司已将超精密车削磨削研磨及抛光等加工功能集于体，研制开发出新型的非球面超精密复合加工系统。如公司生产的，英国大学的精密工程研究所研制的，日本丰田工机的等都具有复合加工功能，这样就使得非球面曲面零件的加工变得更加灵活。在光学非球面的超精密加工机床方面美国公司的产品轴分辨率达到美。
2、向发展.向自动化柔性生产技术发展.非球面光学零件材料及其加工方法目前，用于非球面光学零件的主要材料有光学塑料玻璃石英红外锗材料以及铜铝等软属材料，国外从上世纪年代就开始了对非球面加工技术的研究，世纪年代以来出现了多新的非球面超精密加工技术，它们主要是计算机数控单点金刚石车削技术计算机数控超精密磨削及抛光技术以及光学塑料成型技术等。这些加工方法基本解决了各类非球面零件的加工问题，加工零件精度和效率高，适于批量生产非球面曲面加工。根据工件材料形状精度和口径等因素的不同，加工非球面零件采用的加工方法也不同。对于铜铝等软质材料可采用单点金刚石切削进行超精密加工，对于玻璃陶瓷等硬脆材料则主要是通过超精密磨削研磨和抛光进行加工，也可以采用玻璃模压成型法，而对于光学树脂材料则采用光学塑料成型技术，如注射成型技术等。计算机数控。
3、脑摄像镜头，大屏幕投影电视机等图像处理产品。如今，非球面光学零件在机载设备卫星惯性制导及惯性导航系统激光制导系统红外探测系统等国防科技工业领域以及民用光电产品方面都有着越来越广泛越来越重要的应用。非球曲面加工技术近年来的发展概况我国从世纪年代初才开始超精密技术的研究，发展比较缓慢。近年来，我国加快了非球曲面零件超精密加工技术的研究步伐，成功研制出了非球曲面超精密加工磨床和车床，但是真正意义上的非球面超精密加工技术至今还未开展起来。在非球面超精加工工艺的研究方面，我国尚在起步阶段，还没有对加工工艺进行深入系统的研究。国内对光学非球面加工技术的研究越来越重视，清华大学在非球面计算机控制研磨哈尔滨工业大学在非球面超精密磨削抛光国防科技大学在非球面磨削研抛加工体化长春理工大学和中科院长春光机所在非球面新加工原理方法成都。
4、国大学光学研究所和光学加工中心基于先进光学加工技术开发如非球面加工机磁流变抛光机等在光学非球面超精密测量方面有公司的接触式非球面形状精度测量机公司的非接触表面粗糙度测量系统。非球曲面的加工发展趋势和研究方向由于非曲面光学零件的诸多优点，从事非球曲面零件加工的国家也越来越多，到目前为止，对非球曲面的相关研究主要有下几个方面.非球面加工材料的开发以及非球曲面加工磨具材料的研究.高精度非球曲面加工技术及加工方法的研究.非球面加工机械设备的研发.计算机数控加工非球曲面的软件研发.非球面加工检测以及设备的研究而非球曲面的零件也正朝着以下的方向发展.向高精度低表面粗糙度方向发展.向大批量高效率方向发展.由简单的轴对称旋转二次非球面，向离轴非球面以及高次自由光学曲面发展.向大型化巨型化光学零件方向发展.向小型化微型化光学零件。
5、以个或几个非球面零件代替多个球面零件，从而简化仪器结构，降低成本并有效的减轻仪器重量。可广泛应用于各种现代光电子产品，几乎在所有的工程应用领域中，无论是现代国防科技技术领域，还是普通的工业领域都有着广泛的应用前景，开展光学玻璃非球面零件的高精密光学技术研究具有重要的理论意义和现实指导意义。本次设计研究内容为非球曲面的超精密加工系统的研究，非球曲面的超精密加工工艺的研究。重点内容是非球曲面加工超精密磨削装置的设计，主要为砂轮主轴装置的选取，中心高位调机构的设计，各个运动的传动设计以及砂轮运动轨迹的分析。在研究过程中详细的分析了影响零件加工精度的各种主要因素并提出相应的控制措施，尤其是对非球曲面的磨削加工设备进行详细设计，并简要分析了非球曲面加工机床的数控及伺服控制系统等。关键词非球曲面超精密加工微调机构金刚石砂目。
6、达到使用要求的光学零件。这项技术自世纪年代中期开发至今已经有余年的历史了，现在已成为国际上最先进的光学零件制造技术方法之。光学塑料成型技术光学塑料成型技术是当前制造塑料非球面光学零件的先进技术，包括注射成型铸造成型和压制成型等技术。光学塑料注射成型技术主要用来大量生产直径以下的非球面光学零件，也可制造微型透镜阵列。而模压和铸造主要应用于直径在以上的非球面光学零件。其中注射成型法具有重量轻成本低，光学零件和安装部件可以体化，节省装配工作量，耐冲击等诸多优点。其他非球面加工技术非球面的加工方法较多，但根据形成方法，非球面零件的加工可归纳为四类复制成型法附加成型法去除成型法和特种加工法。.非球面精密磨削加工理论非球曲面精密磨削加工时，将精密磨削加工机理和非球曲面的范成加工方法结合在起，在特定的精密磨削加工设备上实现。。
7、密加工的关键技术超精密主轴超精密导轨传动系统超精密刀具超精密加工其他技术.传动系统设计磨削参数的计算导轨的整体设计传动参数的计算.磨削系统设计系统结构设计中心高微调机构设计砂轮主轴的选择结论致谢第章绪论.非球曲面加工的意义和优点非球面技术应用于光学零件，相对于球面而言，具有许多优点，它可以消除球面镜片在光传递过程中产生的球差慧差像散场曲及畸变等诸多不利因素，减少光能损失，从而获得高质量的图像效果和高品质的光学特征。般来说，在光学仪器上，块非球面透镜的作用相当于三块球面镜，因此，光学仪器设备采用非球面镜片具有重量轻透光性能好成本低且使光学系统设计更具灵活性的优点。图球面和非球面透镜的光学性能.非球曲面研究概述非球面的定义非球曲面是指光学表面具有无数个对称轴，并且没有定的曲率半径的曲面。非球面按照有无回转轴可以分为。
8、合，可以生产高精度非球面光学零件，且价格相对低廉。超精密磨削技术对于玻璃陶瓷等硬脆材料来说，若采用车削方式加工非球面光学零件，其面型精度及表面粗糙度很难达到光学零件的要求，必须通过磨削或抛光进步提高其表面精度。在磨削加工中，为了使加工表面不产生脆性断裂现象，使材料以“塑性”流动方式去除，必须保证未变形切削厚度小于脆性塑性或称为延性转换临界值，能满足这种磨削条件的方式称为延性磨削方式。计算机控制光学表面成型技术计算机控制光学表面成形，技术即用计算机控制的方法，使得在单位时间内，加工面上点的材料去除量正比于磨盘压强及磨盘与加工点之间的相对速度。这种加工方法的实现难度很大。光学玻璃模压成型技术光学玻璃模压成型技术是种高精度光学元件加工技术，它是把软化的玻璃放入高精度的模具中，在加温加压和无氧的条件下，次性直接模压成型。
9、录摘要目录第章绪论.非球面加工的优点和意义.非球曲面研究概述非球面的定义非球面应用领域非球曲面加工技术近年来发展概况非球曲面加工的发展趋势和研究方向.非球面光学零件材料及其加工方法计算机数控单点金刚石技术超精密磨削技术计算机控制光学表面成型技术光学玻璃模压成型技术光学塑料成型技术其他非球面加工技术.非球面精密磨削加工理论微量加工理论脆性材料的延性域磨削第章超精密非球面加工方案选择及误差分析.超精密非球曲面磨床的总体布局空气主轴系统伺服进给系统微位移测量系统中心高微调系统数控系统.非球曲面磨削方案的确定加工零件的技术参数非球曲面磨削方案确定.加工误差分析中心高微调机构对零件加工精度的影响在轴上砂轮安装误差对零件加工精度的影响砂轮半径误差对零件加工精度的影响及综合作用时对零件面形精度的影响第章非球面磨削装置设计.超。
10、密光学工程研究中心在大型非球面加工等方面都作了很多研究工作，推动了我国光学非球面超精密加工技术的发展，但与国外仍有较大的技术差距。“九五”期间，超精密加工国防科技重点实验室对九五”重点预研课题“非球面曲面的超精密加工与测量技术”进行了卓有成效的系统的科研攻关，成功地研制出了“非球面曲面超精密复合加工系统”。本课题的研究成果，将有效地解决我国国防科研生产对非球面光学零件需求的矛盾，并有效地促进我国非球面超精密加工技术的跨越式发展。在系统设计时，考虑到被加工对象材料以及精度要求的不同，采用了模块化设计理论，即在同台机床上通过不同的模块组合来实现超精密车削和超精密磨削等功能。对于有色金属材料，如铜铝及其合金等工件采取金刚石车削工艺加工，而对于黑色金属玻璃和陶瓷等工件则采取超精密磨削工艺加工。国外从世纪年代开始进行超精。
11、种类型类是具有个回转轴，例如抛物面椭球面等另类是没有回旋轴，如离轴抛物面自由曲面等。自由曲面是种复杂的非回转型非球面。非球曲面应用领域非球面曲面光学零件因其优良的光学性能而日益成为类非常重要的光学零件。可广泛应用于各种现代光电子产品，几乎在所有的工程应用领域中，无论是现代国防科技技术领域，还是普通的工业领域都有着广泛的应用前景。军用方面，西方国家在年代以后研制和生产的军用光电系统，如军用激光装置热成像装置微光夜视头盔红外扫描装置导弹引导头和各种变焦镜头，均已在不同程度上采用了非球面光学零件。在般民用光电系统方面，非球面零件可以大量地应用到各种光电成像系统中，如飞机中提供飞行信息的显示系统摄像机的取景器交焦镜头红外广角地平仪中的锗透镜录像录音用显微物镜读头医疗诊断用的间接眼底镜，内窥镜，渐进镜片等，以及数码相机电。
12、点金刚石技术计算机数控单点金刚石技术是美国国防科研机构于世纪年代率先开发年代得以推广应用的项非球面光学零件加工技术，它是在超精密数控车床上，采用天然单晶金刚石刀具，在对机床和加工环境进行精确控制条件下，直接利用天然金刚石刀具单点车削加工出符合光学质量要求的非球面光学零件，该技术主要用于加工中小尺寸中等批量的红外晶体和软金属材料的光学零件，其特点是生产效率高加工硬度较低重复性好适合批量生产加工成本比传统的加工技术明显降低。目前采用单点金刚石技术可以加工的材料有有色金属锗塑料红外光学晶体无电镍等。上述材料均可直接达到光学表面质量要求。此技术还可用来加工玻璃钛钨等材料，但是目前还不能直接达到光学表面质量要求，还要进步研磨抛光。该技术与粒子束抛光技术相结合，可以加工高精度非球面光学零件，与镀硬钛膜工艺和环氧树脂技术相结。
参考资料：
非球曲面的超精密加工工艺及加工系统的研究