非球面元件精密铣磨加工技术研究

通过对Φ42 mm和Φ82 mm口径非球面光学零件精密铣磨成型过程的加工特点和加工误差因素的分析,在工艺中引入刀具与工件变形、刀具半径误差等因素,结合经典Hertz接触理论建立了刀具与工件变形量及刀具半径误差和补偿理论模型,并且应用在精密铣磨成型过程中,通过实验,Φ42 mm口径非球面光学零件经一次精密铣磨成型后元件面形精度PV值为1.91μm,RMS值达到0.288μm;Φ82 mm口径非球面光学零件经一次精密铣磨成型后元件面形精度PV值为1.60μm,RMS值达到0.385μm,完全满足加工精度要求,加工时间节省了50%以上。实验验证了理论分析及误差补偿方法的正确性,实现了精密光学非球面元件的快速精密铣磨成型加工。     

弹性薄片零件精密加工技术

生产中遇到许多易变形弹性薄片零件，如常见的垫圈、摩擦片、特别的碟性弹簧，薄板、飞片等，它们刚性差、散热困难、装夹时易引起装夹变形，加工时会出现翘曲，严重影响零件的加工精度。对这类零件的精密加工技术进行研究，对减少工件的热处理变形及装夹变形，减少变形工作对零件最终形成精度的影响，从而保证弹性薄片类零件的加工精度具有至关重要的意义。提高零件精加工前的精度以及减少零件装夹变形和减小切削力是提高零件加工精度的重要措施。对于力学性能要求较高的工件，一般都需要进行热处理，以提高工件的综合力学性能。     

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。     

金刚石砂轮在精密光学加工中的应用技术

在精密光学加工中,金刚石砂轮被广泛应用于精磨各种硬脆性材料。为了提高光学零件的表面质量,降低亚表面损伤,精密金刚石砂轮的制造及其光学加工工艺受到广泛的关注。综述了金刚石砂轮的结构、装夹方式、结合剂及基体的选用情况,对金刚石砂轮的静平衡和动平衡进行了分析,并提出了解决方案,运用该方案加工出的非球面零件面形精度Rt1 m,Ra＜0.3 m。实践证明,运用该方法加工出的零件达到了超精磨的水平,大大提高了后道工序的加工效率。     

超声振动车削装置设计

在切削加工领域，提高加工精度方法很多，其中一个非常重要的研究方向在于努力减小切削过程中的切削力和切削热。超声振动切削技术在降低切削力和切削热方面有重要的作用，可以较好地解决难加工材料、难加工零件以及精密加工等方面的一些工艺问题。为了推广应用这项新技术，文章基于超声振动切削理论，设计了一套超声振动车削装置，为实现黑色金属薄壁零件的精密加工提供了新的途径。     

面形零件微观表面的三维重构技术

面形零件微观表面的三维重构技术不仅有很高的灵敏度和准确度，而且有较大的测量范围，在精密测量、精密加工和实时测控的诸多领域中均获得了广泛的应用，适用于精度介于AFM和常规CMM之间的精密检测需求。文中针对超光滑零件表面检测的高精度要求，采用基于光学干涉原理和计算机视觉理论的三维重构技术，实现了面形零件微观表面的三维重构。     

真空镀膜的高温时效处理——消除光学零件内应力的探讨

光零件从毛坯到制成品的冷加工,特别是真空镀膜的过程中,内应力的存在,不仅使零件各部分的光学常数不均匀,影响零件的成像质量,而且严重的会引起炸裂、镀膜脱膜、裂膜等现像,因而会大大降低光学零件加工的成品率。本文在总结生产试验的基础上,探讨了利用高温时效精密退火的方法,消除光学零件的内应力,并给出了消除真空镀膜零件内应力的温度时间曲线。     

单点金刚石车削加工切削距离的计算

讨论了大型金属反射镜在金刚石车削中,金刚石刀具的磨损对加工精度的影响;详细介绍了超精密加工中几种典型零件形状单点金刚石车削加工的切削距离计算方法,经计算在加工直径为1000mm的圆盘工件时,当刀具的进给量为2μm/r,切削距离达到近400km。通过计算为加工大型光学元件刀具磨损规律的研究提供分析基础。     

小口径非球面加工技术及装备综述

小口径非球面零件是一种非常重要的光学零件。介绍了国内外小口径非球面超精密加工技术的发展现状和装备。对单点金刚石车削、超精密磨削、透镜成型、超精密铣削和特种加工技术进行了综述。指出了小口径非球面加工的发展趋势和产业化需要解决的问题。     

光学零件的超精密加工

介绍近年来超精密光学零件加工在国外的研究情况,简单介绍传统方法的优缺点,较详细地介绍超精光学零件加工在可见光方面的应用以及其加工的可行性,同时展现超精光学零件加工的发展前景。     

高陡度薄壁光学零件在位测量与评价方法研究北大核心CSCD

为了满足空气动力学要求,采用共形薄壁结构的整流罩或光学窗口成为未来高速飞行器的发展趋势。但是这类零件在加工过程中,切削力会随着轴向位置发生改变,一次加工难以达到精度要求,需要通过在位测量、补偿加工来控制切削力变化所引起的面形误差。以超精密车床作为运动平台,设计高陡度薄壁光学零件的在位检测系统,研究测点分布的优化算法,实现测量效率和测量精度的统一;建立热变形误差修正模型,提高高陡度薄壁光学零件在位测量的精度。针对某型高陡度薄壁头罩,通过在位测量为补偿加工提供指导,将头罩表面误差由峰谷比(peak-tovalley,PV)3.1μm控制到PV 0.7μm,将同轴度控制到1.02μm,满足光学系统的性能要求。     

光学非球曲面器件的超精密磨削加工技术研究

为磨削加工出高精度、高质量的光学非球曲面器件。详尽分析了砂轮的安装及半径等误差对零件加工精度的影响。设计研制出了一套非球曲面磨削系统 ,并用它进行了实验研究。实验结果表明 :要获得高精度的非球曲面器件 ,只有当金刚石砂轮的平均磨粒尺寸低于 10 μm ,并在采用较高的砂轮线速度和较小的进给量的情况下 ,才能实现光学非球曲面的超精密磨削加工 ,经过各种磨削参数的优化选择 ,其非球曲面最终的零件轮廓精度为 0 4 μm ,表面粗糙度Ra优于 0 0 1μm。     

轨迹成型法精密磨削加工机床的精度分析

为了保证用轨迹成型法加工光学零件的面形精度,对精密磨削机床影响工件面形误差的因素进行了理论分析。推导出机床调整机构可消除误差的公式。并以误差公式计算出的误差值来调整机床的微调机构,可达到减少面形误差,进而保证面形精度的目的。     

精密透镜的高速生产

<正> 精密透镜的高速生产是七十年代以来光学零件生产技术方面的一项重大突破。它改变了长期以来用古典法加工光学零件的落后面貌。与古典法透镜加工工艺相比,高速生产的主要特点是,采用精密压型毛坯代替大块下料的毛坯,采用高效率的精密机床代替低速低效     

棱镜铣磨中的夹具设计

<正> 棱镜是光学仪器中经常采用的零件之一,它的制造精度和加工效率直接影响到整个仪器的性能和仪器制造业的发展。所以,在编制一种棱镜加工工艺时,技术人员往往要采取各种措施,来提高零件精度和生产效率,降低劳动强度,从而加工出理想的光学零件。但是,目     

金属光学零件的精密加工

简单地介绍了金属光学零件的特点及其车削加工的原理。以具体实例说明了金属光学零件的精密加工过程,同时介绍了金属光学零件的测量方法。     

轨迹成型法加工光学零件磨床中的微进给电控装置的研究

本文提出了一种在轨迹成型法加工光学零件磨床上实现脆性材料超精密磨削的微进给电控装置。试验表明,在轨迹成型法加工光学零件磨床上应用本装置对光学透镜进行磨削后,工件表面粗糙度可达Ｒａ＝０．０２μｍ,能够达到光学零件精磨的粗糙度要求。     

轴对称非球面超精密磨削的几何模型研究

超精密磨削轴对称非球面光学器件是提高加工效率和加工精度的有效方法。根据轴对称非球面的轴对称性采用了加工简便的二轴联动超精密磨床,给出了NC加工中的砂轮中心位置计算的几何模型,分析了加工中影响精度的主要误差源及所产生的误差,提出了相应的误差补偿策略,并给出砂轮形状改进方法。     

基于误差递减修正法的非球面超精密加工

误差滤波和分离技术是超精密加工中的关键技术之一。采用误差递减法修正加工路径,利用修正的高斯权函数对测量表面进行滤波处理,设计并完成了整个误差递减系统,实现非球面的超精密车削加工,并在很大程度上提高其表面精度(P-V值)。通过实验验证,利用该加工方法,提高了加工效率,可明显地提高非球面的表面精度,最终达到面形精度小于200nm。     

FP500型超精密锡磨盘平面研抛机的研制

为减小在超光滑表面制造中对经验的依赖 ,为提高加工精度及重复精度 ,研制了采用锡磨盘的超精密平面研抛机。该机床集超精密车削与超精密研抛于一体 ,可以进行基于多种基本原理的超光滑研抛实验研究。介绍了超精密平面研抛机总体设计方案 ,主要包括机床的结构及精度设计的指导思想、关键部件的结构与驱动系统的方案选择以及机床的外部环境设计。