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国内外非球面光学零件超精密加工技术现状

导读: 非球面光学零件是一种非常重要的光学零件,常用的有抛物面镜、双曲面镜、椭球面镜等。

  一:非球面光学零件的作用

  非球面光学零件是一种非常重要的光学零件,常用的有抛物面镜、双曲面镜、椭球面镜等。非球面光学零件可以获得球面光学零件无可相比的良好的成像质量,在光学系统中能够很好的矫正多种像差,改善成像质量,进步系统鉴别能力,它能以一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,降低本钱并有效的减轻仪器重量。

  非球面光学零件在军用和民用光电产品上的应用也很广泛,如在摄影镜头和取景器、电视摄像管、变焦镜头、电影放影镜头、卫星红外看远镜、录像机镜头、录像和录音光盘读出头、条形码读出头、光纤通讯的光纤接头、医疗仪器等中。

  二:国外非球面零件的超精密加工技术的现状

  80年代以来,出现了很多种新的非球面超精密加工技术,主要有:计算机数控单点金刚石车削技术、计算机数控磨削技术、计算机数控离子束成形技术、计算机数控超精密抛光技术和非球面复印技术等,这些加工方法,基本上解决了各种非球面镜加工中所存在的题目。前四种方法运用了数控技术,均具有加工精度较高,效率高等特点,适于批量生产。

  进行非球面零件加工时,要考虑所加工零件的材料、外形、精度和口径等因素,对于铜、铝等软质材料,可以用单点金刚石切削(SPDT)的方法进行超精加工,对于玻璃或塑料等,当前主要采用先超精密加工其模具,而后再用成形法生产非球面零件,对于其它一些高硬度的脆性材料,目前主要是通过超精密磨削和超精密研磨、抛光等方法进行加工的,另外.还有非球面零件的特种加工技术如离子束抛光等。

  国外很多公司己将超精密车削、磨削、研磨以及抛光加工集成为一体,并且研制出超精密复合加工系统,如RankPneumo公司生产的Nanoform300、Nanoform250、CUPE研制的Nanocentre、日本的AHN60―3D、ULP一100A(H)都具有复合加工功能,这样可以便非球面零件的加工更加灵活。

  三:我国非球面零件超精密加工技术的现状

  我国从80年代初才开始超精密加工技术的研究,比国外整整落后了20年。近年来,该项工作开展较好的单位有北京机床研究所、中国航空精密机械研究所、哈尔滨产业大学、中科院长春光机所应用光学重点实验室等。

  为更好的开展对此项超精密加工技术的研究,国防科工委于1995年在中国航空精密机械研究所首先建立了国内第一个从事超精密加工技术研究的重点实验室。

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