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非球面光学零件超精密加工技术分析

2013-01-10 15:14
黯影冰风
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  1.3 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、哈尔滨工业大学、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。

  2、非球面零件超精密切削加工技术

  美国Union Carbide公司于1972年研制成功了 R―θ方式的非球面创成加工机床。这是一台具有位置反馈的双坐标数控车床,可实时改变刀座导轨的转角θ和半径 R,实现非球面的镜面加工。加工直径达φ380mm,加工工件的形状精度为±0.63μm,表面粗糙度为Ra0.025μm。

  摩尔公司于1980年首先开发出了用3个坐标控制的M―18AG非球面加工机床,这种机床可加工直径356mm的各种非球面的金属反射镜。

  英国 Rank Pneumo公司于1980年向市场推出了利用激光反馈控制的两轴联动加工机床(MSG―325),该机床可加工直径为350mm的非球面金属反射镜,加工工件形状精度达 0.25-0.5μm,表面粗糙度 Ra在0.01-0.025μm之间。随后又推出了 ASG2500、ASG2500T、Nanoform300等机床,该公司又在上述机床的基础上,于1990年开发出Nanoform600,该机床能加工直径为600mm的非球面反射镜,加工工件的形状精度优于0.1μm,表面粗糙度优于0.01μm。

  代表当今员高水平的超精密金刚石车床是美国劳伦斯.利弗莫尔(LLNL)实验室于1984年研制成功的 LODTM,它可加工直径达2100mm,重达4500kg的工件其加工精度可达0.25μm,表面粗糙度Ra0.0076μm,该机床可加工平面、球面及非球面,主要用于加工激光核聚变工程所需的零件、红外线装置用的零件和大型天体反射镜等。

  英国 Cranfield大学精密工程研究所(CUPE)研制的大型超精密金刚右镜面切削机床,可以加工大型 X射线天体望远镜用的非球面反射镜(最大直径可达1400mm,最大长度为600mm的圆锥镜)。该研究所还研制成功了可以加工用于 X射线望远镜内侧回转抛物面和外侧回转双曲面反射镜的金刚石切削机床。

  日本开发的超精密加工机床主要是用于加工民用产品所需的透镜和反射镜,目前日本制造的加工机床有:东芝机械研制的 ULG―l00A(H)不二越公司的 ASP―L15、丰田工机的 AHN10、 AHN30×25、 AHN60―3D非球面加工机床等。

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