1、展.向小型化微型化光学零件方向发展.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。

2、对零件加工精度的影响图所示为砂轮与工件磨削时的接触情况。当砂轮的磨削点与工件的回转中心不在同水平面内时，就会出现图所示的两种情况。加工后会在工件表面出现个未磨削到的小圆锥，它将直接影响被加工零件的加工精度，这是由于磨削时中心高微调机构微位移精度不够而造成的。图为磨削时中心高微调误差即砂轮与工件的接触点低于工件回转中心的这种情况，此时小圆锥的磨削痕迹方向为顺时针方向。因此可根据工件磨削痕迹方向及残留面的大小来判断砂轮中心高的微调误差及其方向。从图中我们可以看出，由于中心高微调机构的精度不够而在被磨削工件表面残留。

3、形精度的影响，而实际加工时往往是几种误差同时对零件的面形精度产生影响，当砂轮的微调中心高满足所需微调精度要求时，设等误差对零件面形精度的影响值为。则综合上面的分析可得由公式可知，对于最小曲率半径的内凹非球曲面来说当和综合作用对零件的面形精度产生影响时，如果和同时取正值，则值增大，零件加工后的面形精度会显著降低反之当和取相反值时，则变小，零件加工后的面非球曲面的超精密加工工艺及加工系统的研究摘要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。

4、非球曲面的超精密加工工艺及加工系统的研究摘要系统，包括纵溜板的微进给驱动系统和横溜板微进给驱动系统微位移测量系统，主要用来进行向和向的微位移监测中心高微调系统，主要用于微调磨头在向的高度，向微调精度的高低直接决定着被加工零件轮廓精度的大小数控系统，将控制纵溜板和横溜板的进给。数控系统在磨削加工非球曲面时，有数控系统控制纵溜板轴及横溜板,轴作相应的纵向和横向进给，即可实现非球曲面的超精密磨削加工。纵溜板主轴箱主轴真空吸盘过渡盘工件高速磨头中心高微调机构微调支座横溜板图超精密光学非球曲面磨床结构简图中心高微调机构。

5、精度的影响砂轮半径误差对零件加工精度的影响在磨削加工过程中，当砂轮有半径所产生的轴方向上的误差可表示如下从图中可以看出，方面加工误差随砂轮半径误差绝对值的增大而增大另方面，当砂轮半径误差值固定，加工误差随角的增大而增大，当时，。由公式可知，对于最小曲率半径为的非球曲面，当工件与砂轮接触点的倾角达到最大值时，如果工件的面形精度要求控制在.范围内，则必须控制在.范围内。图砂轮误差对零件面形精度的影响及综合作用时对零件面形精度的影响之前已分析了中心高微调误差，砂轮在方向的安装位置误差及砂轮半径误差单独作用时对零件面。

6、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。计算机数控单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。

7、小圆锥，其小圆锥的直径为，高度为，很显然式中中心高微调误差，即微调精度砂轮与工件之间的夹角图砂轮在方向的位置误差图砂轮在方向中心高位置误差对零件加工精度的影响从公式及公式可以看出，由于中心高微误差，因此会使得零件表面产生较大的轮廓误差，亦即方向是误差的敏感方向。设砂轮与工件之间的夹角为，要使得已加工零件的轮廓精度达到.,在光学非球面的磨削过程中，由于零件的轮廓精度还受到数控插补算法机床导轨本身运动精度砂轮的安装及磨损等因素的影响。因此实际磨削时中心高微调机构的微调精度应达到.。在轴上砂轮安装误差对零件加工精度。

8、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，次性直接模压成型出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。

9、的影响砂轮在安装时，如在轴方向与工件回转轴线有不重合误差，则此误差会对零件磨损加工后的形状精度产生较大的影响，如图所示。设磨削点处倾角为，则在此点处轴方向的误差值对于图所示曲率半径小于的内凹非球曲面零件，当砂轮在轴方向的安装误差有变化时，会对零件的形状误差产生较大的影响。从公式中可以看出，方面加工误差随绝对值的增大而增大另方面，当值固定时加工误差随值的增大而增大。当时，。从公式可算出，若零件的形状精度要求控制在.范围内，则必须控制在.范围内，这对于超精密非球曲面磨削系统的设计来说非常关键。图砂轮向误差对零件面。

10、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。

11、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。微量加工理论精密加工的关键是能够在被加工表面上进行微量加工，其加工量的大小标志着精密加工的水平。当前，精密切削主要以金刚石刀具精密车削和金刚石微粉砂轮精密磨削为代表。微量切削时。

12、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。

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