用物理实验绽放课堂的精彩

螺纹加工方法最常见的是数控车削加工。探讨数控车削加工时根据不同的加工精度、不同的加工材料，分别选取不同的编程指令、不同的工件装夹方式、不同的加工刀具、不同的切削参数等，在实际螺纹数控车削加工中的合理性。     

高效光学加工技术

本工作主要包括KDP晶体单点金刚石车削加工和是非球面透镜数控抛光技术。     

单点金刚石精密数控车削加工技术及发展前景分析

针对我国红外热像仪、探测仪及惯性约束核聚变工程对红外晶体类光学元件的需求,开展了单点金刚石精密数控车削加工技术的研究,分析了单点金刚石精密数控车削加工技术的特点及应用范围、机床整体布局及主体结构型式。介绍了该项技术在国内外的发展现状和趋势,对该项技术的应用发展前景进行了分析和预测。在消化和引进国外先进制造技术和最新研究成果的基础上,突破单点金刚石精密数控车削加工的关键制造技术,解决了我国光学非球面精密数控车削加工技术和设备依赖引进的问题,实现了单点金刚石精密数控车削加工技术及设备的国产化,提高了我国红外光学元件的精密加工技术水平和设备制造能力。     

现代数控刀具现状及发展趋势

数控机械加工技术的发展，促进了数控刀具材料及结构的发展。本文简介现代数控刀具的现状及发展趋势。     

曲面现场检测工艺技术

目前数控车削回转曲面的加工及检测需要由三坐标测量机多次检测来实现，而一般机械加工车间的数控车削设备与三坐标测量机常常是多对一的配置关系，易造成待检产品在三坐标测量机处积压，消耗过多无效时间，影响产品的制作周期。另外，产品检测需从机床上卸下，检测后需重新找正装夹，这样即延长了加工的辅助时间，又增加了误差的可能性。针对此现状本项研究的目的是将三坐标的检测原理应用到数控车床上，利用机床自身的坐标系统进行数据采样，在加工误差于允许的范围内，在不进行重复装夹的前提下完成数控车削回转曲面的现场检测。具体方案为接触式检测法，该方法采用不带压力或位移传感器的机械式球形测头进行数据采用，测头表面与工件表面的接触状况用弱电流电路通过发光二极管显示，     

复杂型面零件快速建模及成型技术

利用复杂型面零件的三维光学扫描数据，快速形成三维点云数据；通过正向设计，形成三维数字模型；经过计算机编程处理，生成数控加工程序及工艺文件，并直接传输给数控设备，进行数控加工。从而实现复杂零件的快速建模及加工。     

高体分SiC_p/Al复合材料螺纹性能的测试

从SiCp/Al复合材料性能分析着手,讨论了预置件法、焊接法和粘接法等在空间遥感器研制中常用的联接方法的优缺点,提出了在高体积分数（体分）SiCp/Al复合材料上直接加工螺纹,并加装钢丝螺套的方法来改善螺纹联接性能。对在某高体分SiCp/Al复合材料上加工的M4、M5螺纹进行了拉伸测试,结果表明：加装钢丝螺套前,复合材料螺纹有被拉脱现象;加装钢丝螺套后,M4螺纹、螺杆在3 000～4 000 N被拉断;M5螺纹、螺杆在8 000～9 000 N被拉断,测试后两种规格的螺纹状态良好,可以满足实际应用对该材料拉伸强度的要求,其已应用于工程项目中。     

高体分SiC_p/Al复合材料螺纹性能的测试

从SiCp/Al复合材料性能分析着手,讨论了预置件法、焊接法和粘接法等在空间遥感器研制中常用的联接方法的优缺点,提出了在高体积分数(体分)SiCp/Al复合材料上直接加工螺纹,并加装钢丝螺套的方法来改善螺纹联接性能。对在某高体分SiCp/Al复合材料上加工的M4、M5螺纹进行了拉伸测试,结果表明:加装钢丝螺套前,复合材料螺纹有被拉脱现象;加装钢丝螺套后,M4螺纹、螺杆在3 000～4 000 N被拉断;M5螺纹、螺杆在8 000～9 000 N被拉断,测试后两种规格的螺纹状态良好,可以满足实际应用对该材料拉伸强度的要求,其已应用于工程项目中。     

照相镜头用螺纹副的探讨

本文针对我国的情况。介绍了日本照相镜头生产厂家对光学件用压圈的螺纹的设计、加工工艺和检验方法。还介绍了用于镜头调焦的多线螺纹的牙型设计、切削工艺、机床和刀具安装调整等先进经验,彻底解决了多年存在的多线螺纹要研磨的问题。     

平面数控抛光工艺优化技术

为了满足“神光”-Ⅲ装置对大批量大口径光学元件的需求，解决加工精度以及加工效率等方面的问题，对计算机控制光学表面成型技术（CCOS）进行了多方面的研究。在对平面数控软件进行了深入的研究工作后，结合高精度干涉检测手段，对数控工艺软件进行了大幅的改进。     

光学自由曲面数控化加工方法

在光学系统中，为了满足特殊的成像要求，需要使用自由曲面光学零件，但由于自由曲面是一类非常复杂的曲面，用传统的光学加工方法很难加工。本文概要介绍了光学非球面的多种加工方法，探索了这些方法加工光学自由曲面的可能性，提出了用数控化加工方法加工光学自由曲面，并利用这种方法加工了一块自由曲面透镜。     

五轴联动数控加工后置处理器的定制

对于需要4轴或5轴联动才能完成加工的零件，需要借助一些数控加工软件（如UG／CAM，Cimatron，Powermill等CAM软件）来生成用于数控加工的刀具轨迹。由于各种CAM软件产生的刀具轨迹只是刀位原文件，而不是数控程序，因此，就需要把这些刀位原文件转换成指定数控机床能执行的数控程序。后置处理器就是要根据指定机床运动结构和控制指令格式，将CAM软件产生的刀位原文件转换成机床各轴的运动数据，并按其控制指令格式进行转换，成为数控机床可识别的数控代码文件。     

光栅莫尔条纹在机床数控改造中的应用研究

从机床数控改造的实际出发，针对我国目前国产机床加工精度普遍不高，数控化程度较低等问题，提出了一种全新的设计方案，利用光栅作为位置检测元件，形成全闭环控制系统，结果表明既能够大大提高零件的加工精度，又能节省改造成本，为机床数控改造提供了参考。     

超声变幅杆的超声精密加工

本文探讨了超声变幅杆的精密加工．作者研制了双刀反间进给超声车削装置和单刀正向进给超声车削装置，采用了具有频率跟踪系统的晶体营型超声波发生器．超声车削设备连续140min工作时，频率漂移量只有29HZ，最高温度只有38℃．试验结果表明，加工精度可达IT7－ITS，表面粗糙度几可达0．4－0．8m，加工效率提高15倍，有效地解决了超声变幅杆的精密加工难题．     

高精度数控化学抛光技术

用已有的刻蚀发生器与AD250数控抛光设备进行有效地整合，建立了定域数控刻蚀平台，此实验平台在基片装夹和软件编程上都得到了一定提高，可以根据事先检测基片的干涉图在任意区域内进行编程加工，由于AD250数控抛光设备能够实现三维坐标控制，对刻蚀区域的大小和刻蚀深度可通过编程来实现，完全实现了数字控制加工的目的。在前期实验工作的基础上，根据Marangoni界面效应理论对刻蚀发生器进行改进，改进后的装置在Marangoni效应的稳定上有了很大提高，可以持续不间断的使被加工基片的区域保持Marangoni效应，由于此效应在整个数控化学加工中起核心作用，所以此项单元的改进使得对加工基片的尺寸得到很大扩展，理论上完全满足原型玻璃尺寸的要求，也为后期的数控化学大尺寸面型的修正提供了很好的技术基础，使这项技术在光学加工中的应用得到了保障。     

Stray light analysis of low-level-light optical system with LightTools software北大核心CSCD

为解决低照度微弱信号探测的微光光学系统杂散光问题,研究了杂散光的原理和特性。利用光学系统建模软件LightTools对微光光学系统进行仿真建模,并开展杂散光分析。为减少杂散光,在物镜筒的筒壁加工消光螺纹,并针对不同形式的消光螺纹,开展了能量仿真模拟。仿真结果表明,采用螺距0.35 mm的消光螺纹,能够将杂散光系数从7%降低到4%。仿真分析结果与实验结果一致,为其他微弱信号探测光学系统在设计阶段对杂散光进行消除提供了指导。     

衍射光学元件车削补偿技术的研究

超精密单点金刚石车削加工是高精度衍射光学元件制造的重要方法,但是以往的加工方法是直接一次车削加工成型,无法实现具有加工-检测-补偿加工-检测的闭环控制特点的超精密加工,从而导致零件精度较低。针对这种加工技术的缺陷,通过研究衍射光学元件金刚石车削过程和面形状误差补偿,对表面轮廓仪实际测量的轮廓数据进行处理,计算出实际车削曲线与理想曲线之间的法向残余误差,以此获得新的金刚石车削加工轨迹,实现衍射光学元件的超精密闭环控制加工。利用单点金刚石车床对口径78的衍射光学元件进行补偿加工试验,最终使其PV值由10.4 m经过一次补偿加工后降为4.3 m。     

非球面聚焦透镜数控加工技术研究

 国内现有的高功率固体激光装置所使用的非球面聚焦透镜都是用传统方式手工加工而成的，由于手工加工方式的加工精度和进度对人的依赖性很大，势必影响大批量制造时的工程进度。而采用新兴的小磨头数控加工技术则可以避免这些缺点。介绍了首次将小磨头数控加工技术用于非球面聚焦透镜的加工，对其中各项技术，包括典型靶镜参数、机床控制方式、加工运动方式、实验使用参数、检测方式进行了分析，并得到了预期的实验结果。     

无磁杜瓦粘接接头真空性能的实验研究

采用氦质谱仪测量了不同工况下 ,铝、玻璃钢和不锈钢等材料间螺纹粘接接头处的漏率 ,结果表明螺纹接头可以得到很好的真空性能 ,可以满足无磁杜瓦的技术要求     

图像检测螺纹的系统设计

基于视觉的图像处理技术逐渐成熟,将图像处理应用在工件检测中也被广泛认同;利用图像检测螺纹的技术和装置也不断被改进和完善。针对螺纹图像检测中连续性较低、精度不高的问题,设计了一种连续自动螺纹检测系统。在圆盘上均匀分配四个工位,由电机和分割器带动,实现螺纹检测过程的放置提取、工件判断、表面除杂以及图像采集四个过程;高精度工业相机获取的螺纹图像,应用Labview中Vision assistant模块,实现图像的几何畸变矫正、边缘检测、目标分割、图像标定、参数计算和检测。经过实验证明,该系统实现了螺纹检测的自动化,并且提高了螺纹检测的精度。