1、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，其水平可达分子级原子级，这就需要精密车床和精密磨床，锋利的刀具和砂轮。微量切削机理与般切削是有很大差别的，因为这时的切削厚度绩效，被吃刀量切削深度可能小于晶粒的大小，切削就在晶粒内进行，因此，切削不是在晶粒之间的破坏切削力定要超过晶体内部非常大的原子分子结合力，刀刃上所承受的切应力就急速地增加并变得非常大。如在切削低碳钢的情况下，刀刃上的切应力值接近材料的抗剪强度极限，当切削厚度在以下时，被切材料的切应力可达。刀刃在受到很大应力的同时，切削区会产生很大的热量刀刃切削处的温度会很高，要求刀具材料应有。

2、斜轴圆柱砂轮磨削法。如下图所示。单点金刚石切削法交叉磨削法平行磨削法倾斜磨削法球面砂轮磨削法斜轴圆柱砂轮磨削法图光学非球面加工方法交叉磨削法的加工表面质量较差，为此，将砂轮轴旋转，使砂轮轴速与工件速度方向平行进行磨削，即采用平行磨削法。实验结果表明，平行磨削法比交叉磨削法能获得更好的表面加工质量。倾斜磨削法是将砂轮轴倾斜定角度，适用于加工更深的凹形非球面。球面砂轮磨削法是利用砂轮球面按照非球面的运动轨迹与工件点接触进行磨削加工，它能使球面的砂轮均衡磨耗，形状精度可达到.，但球面砂轮成形修整比较困难。斜轴圆柱砂轮磨削法是采用小直径砂轮加工较深的凹面，主要用于超精密光学非球面零件的加工。加工零件的技术参数本课题所要求加工加工的零件图及如图所示光学零件图的技术指标．加工直径范围．焦距范围面形精度优于，表面疵病等级Ⅳ图光学零件图该非球曲面零件内凹的最小圆弧曲率半径为，内凹最深处。

3、在磨削加工方面，无论对于硬脆材料还是金属材料，采用弧形金刚石砂轮在定的行走轨迹和修整条件下都可以在数控机床上实现非球面的成形加工。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。

4、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精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，将有效地解决我国最新研发的几种弧形金刚石砂轮成形磨削方法都可以大致分为交叉磨削法平行磨削法倾斜磨削法球面砂轮磨削法和。

5、的高分辨率伺服电机来直接驱动的。首先伺服电机直接拖动滚珠丝杠，再通过丝杠螺母把电机的转动变成直线运动。它接收来自插补装置的脉冲方向信号，其中脉冲数代表了位移指令。脉冲频率代表了速度指令由伺服电机的辨率可知，该伺服系统的直线位移分辨率为.。微位移测量系统该系统采用双反馈策略，角位移反馈通过与电机集成在起的光电码盘来实现，其分辨率为，经过倍频后，其角位移分辨率可达，直线位移则通过日本东京精密株式会社的型单频激光干涉仪实现,其分辨率为。中心高微调系统在设计中为了能保证方向的精确微调，中心高微调系统采用了常见的斜楔机构，微调范围是能实现.的精确微调，以保证零件加工的面形精度。数控系统它主要控制.轴和轴作相应的运动，以获得不同的非球曲面。非球曲面数控系统的关键在于非球曲面的数控插补。本数控系统采用独特的“双圆弧步长伸缩数控插补算法”，其数控系统的分辨率为。.非球曲面磨削方案的确定。

6、很高的高温强度和高温硬度。因此，只有超硬刀具材料，如金刚石立方氮化硼等才能胜任。微切削理论采用细粒度砂轮，用极小的修整导程砂轮轴向，即纵向进给量和修整深度精细修整砂轮，使磨粒表面微细破碎而产生微刃。从而，颗磨粒就形成了多颗磨粒，使磨粒变细，造成了微切削作用，得到了低粗糙度表面。曲面,精密,加工,工艺,系统,研究,钻研,毕业设计,全套,图纸摘要非球面光学零件可以获得球面光学零件无可比拟的良好的成像质量，在光学系统中能够很好的矫正多种像差，改善成像质量，提高系统鉴别能力，它能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。

7、为.非球曲面磨削方案确定在光学玻璃陶瓷轴承等脆性材料的超精密磨削过程中，磨削系统对零件加工精度的影响很大，如磨头主轴的回转速度回转精度砂轮的形状及修整等因素对零件加工精度影响较大。此外，磨头中心高与工件中心高的微调对零件加工时的面型精度尺寸精度也有较大的影响。因此在研制非球曲面磨削系统时，我们应根据被加工零件的尺寸形状面型精度及表面粗糙度来确定它的设计方案。如图，对于该光学零件，其外凸曲面由于曲率半径较大，故而较容易加工。但是对于凹的较深的非球曲面，当曲面的最小曲率半径较小，其最小曲率半径，因此只能用半径的金钢石砂轮进行磨削加工，并且该零件凹面深度为，如果砂轮与工作台垂直放置，砂轮轴会与工件发生干涉，如图所示。因此本非球曲面磨削系统的砂轮轴拟采用倾斜放置方式，以便能磨削加工最小曲率半径较大的非球曲面零件时，还能磨削加工凹得较深的非球曲面零件。砂轮轴倾斜放置砂轮轴垂直放置。

8、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两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。

9、图凹非球曲面加工时砂轮的两种放置方式.加工误差分析在确定了非球曲面磨择及误差分析.超精密非球曲面磨床的总体布局本课题的超精密磨床拟由现有的亚微米超精密车床改装而成。在改装后该机床不仅能够实现非球曲面精密磨削加工，而且仍具有超精密车削加工的功能。本机床的总体结构,简图如图所示。其结构主要包括以下几个部分。伺服电机，主轴电机，激光测量系统，向气浮溜板磁性联轴节，主轴箱，气浮主轴，真空吸盘，伺服电机激光测量系统,向气浮溜板，磨头，工件图超精密机床机构示意图空气主轴系统它采用了主轴电机与主轴分体式设计方案，空气主轴由经改装过的带空气静压轴承的直流电机并通过磁性联轴节带动空气主轴转动，主轴和轴承均采用白色的密玉材料制成，其主轴的回转精度小于.,主轴径向刚度不小于,轴向刚度不小于,导轨径向刚度不小于,工件则通过真空吸盘吸附而夹紧。伺服进给系统图中纵溜板和横溜板的微量进给是由分辨率为。

10、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.超精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。

11、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。

12、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。

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