大型非球曲面超精密复合加工机床

详细介绍了“大型非球曲面超精密复合加工机床”．该机床具有磨削、铣削、车削等多种加工功能,采用了高精度的FANUC系统,在X横向导轨上设计了独特的卸荷系统,在Z垂直导轨上设计了精确的配重系统,主轴转速为150 r／min,可加工最大尺寸为φ1 200 mm的工件．用高精度的电感测微仪和自准直仪对机床进行了检测,结果表明:其数控系统位置及控制分辨率为0．05μm,主轴回转精度为26 nm．最后,用该机床进行了超精密加工试验,经检测,其加工工件的表面粗糙度Ra优于15 nm,实现了大型非球曲面的超精密加工．

非球面曲面光学零件超精密加工装备与技术

“Nanosys_30 0非球面曲面超精密复合加工系统”是“九五”重点预研课题—“非球面曲面的超精密加工与测量技术”的主要研究成果。重点对非球面曲面光学零件超精密加工机床 ,非球面曲面光学零件超精密加工工艺 ,非球面曲面光学零件超精密测量技术进行了研究。其主要技术成果有 :非球面超精密复合加工系统综合设计和制造技术 ,高速超精密空气静压主轴系统 ,超精密闭式液体静压导轨系统 ,高速超精密空气静压磨头电主轴系统 ,开放式高性能数控系统集成技术等。系统的精度检测和工艺实验表明其研究水平进入了国际先进行列。

非球面曲面的超精密加工与测量技术的研究

全面介绍了“九五”重点预研课题———“非球面曲面的超精密加工与测量技术”的研究内容及其成果。其主要研究内容有 :非球面曲面的超精密加工系统的研究、非球面曲面的超精密加工工艺的研究、非球面曲面的超精密测量技术的研究。其主要研究成果有 :高精度、高刚性高速空气静压主轴技术 ,高精度、高刚性闭式液体静压导轨技术 ,超精密车削系统 ,超精密磨削系统 ,高性能。

非球面超精密加工机床的发展状况

超精密加工设备和技术是先进光学制造技术的基础和关键,也是衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志。文中介绍了国内外超精密非球面加工机床的发展状况、应用背景及其关键技术指标。

复杂非球面镜高效超精密车削加工法(英文)

本文中对复杂面形的非球面镜进行了分类,并从加工方法和加工路径优化设计等方面研究了复杂非球面镜的超精密车削方法.对回转对称的复杂非球面镜进行了加工实验,并借助超精密测量技术对各段曲面进行面形测量,依据测量结果实现面形补偿加工.最终粗糙度Ra达5.14 nm,形状精度P-V值达200 nm.采用提出的方法对非回转对称的非球面阵列进行加工路径设计,根据具体面形进行加工参数选择和实际加工,得到粗糙度Ra为7.81nm的表面.实验结果证明了提出的加工方法高效实用,可以满足大部分复杂非球面的应用需求.

非球面超精密机床静压轴承温度场的分布

利用ANSYS CFX流体力学分析软件建立了不同油膜厚度下的液体静压轴承流体模型,研究了非球面超精密加工机床液体静压推力轴承的温度场分布。对静压推力轴承进行了试验研究,获得了工作台上不加负载、加300kg负载、加500kg负载3种情况下主轴性能各参数。仿真结果表明:油腔区域初始温度为20℃,从封油边开始温度逐渐升高,其中外侧的温度要比内侧温度稍高;当油膜厚度为33μm时,最高温度为20.29℃,当油膜厚度为23μm时,最高温度为21.72℃,油膜厚度越薄,温度越高。试验计算值与仿真值分别相差3.33%、8.33%、1.32%,证实了液体静压推力轴承设计和数值计算的正确性。

小口径非球面的超精密车削和抛光组合加工

针对目前小口径非球面零件在超精密加工中存在的加工效率和加工精度等问题,分析了现今小口径非球面超精密加工方法及其特点,提出了一种超精密金刚石车削和斜轴磁流变抛光超精密组合加工方法.其中小口径非球面斜轴磁流变抛光方法的特点是抛光主轴采用倾斜安装,并且抛光头由外部旋转抛光体和内部励磁装置两部分构成.通过开发新型的小口径非球面超精密复合加工装备,对小口径单晶硅非球面进行了超精密组合加工实验.实验结果表明工件的表面粗糙度R_a由车削后的9.1 nm下降到抛光后的3.2 nm,证明了该组合加工工艺是提高小口径非球面加工效率和精度的一种有效加工方法.

离轴非球面镜子母同体超精密车削加工法

离轴非球面镜是高精度测量和制造装备不可或缺的光学器件。目前其制造技术的难点在于同时实现高效和高形状精度的加工。笔者借助"子母同体"结构设计和超精密车削技术实现高精度离轴非球面镜加工。利用该结构设计,借助非球面车削加工可实现多个离轴非球面的加工,并从加工路径优化设计和补偿加工技术的研究方面,论述了提高面形精度的方法。实验结果表明:离轴非球面镜的面形精度P-V可在200nm之内,粗糙度Ra约为6nm。

非球面模具超精密补偿加工技术

为了实现非球面模具的超精密数控加工,研究了加工轨迹算法原理及整个软件系统的结构与实现.提出了基于表面粗糙度均匀化的工件进给速度控制法,分析了工具磨损误差和工件形状误差,重点提出了误差补偿方法,同时也讨论了采用砂轮平行磨削法时避免加工干涉的方法.软件能生成高精度的加工与补偿加工数控程序文件.最后,在一台镜面磨床上实验加工直径为6 mm的碳化钨透镜模具,经过多次补偿加工后,获得了谷峰值为0.123μm,误差均方根为0.021μm的表面形状精度.

光学非球面的超精密加工技术及非接触检测

针对亚微米级及亚微米级以下的光学硬脆性非球面器件难加工问题 ,分析了光学非球面的形状精度和应用 ,讨论了其超精密加工原理和方法及非接触检测手段 .结果表明 ,精密数控机床。

小口径非球面光学玻璃透镜模具超精密数控复合机床的研发与应用

一、概述传统的非球面光学玻璃透镜制造一般采用材料去除的机械加工法。通过粗磨、精磨、抛光、磨边等十几道工序加工而成，制造周期长，加工精度不稳定，生产效率和工艺稳定性无法满足迅速发展的行业需求。因此，

浅谈非球面光学零件的超精密加工技术

对国内外非球面光学零件的超精密加工技术、设备以及发展状况进行了分析和总结,指出了我国与国外先进水平的差距,并对我国非球面超精密加工技术的发展提出了建议。

数控非球面超光滑加工机床空间误差建模

为了快速有效地提高超光滑加工机床的加工精度,为实施误差补偿做好基础和准备工作,进行了超光滑加工机床误差建模技术的研究。根据数控超光滑加工机床的具体结构,运用多体系统运动学理论的基本原理,建立了机床成形系统的拓扑结构和低序体阵列,并推导出机床相邻体的特征矩阵,它是进行机床精度分析与建模的核心。基于多体系统运动学精度分析理论,详细研究了数控超光滑加工机床的理想成形运动函数、理想成形运动约束、实际成形运动函数以及实际成形运动约束,进而得到了刀具成形点的综合空间位置误差,最终完成了超光滑加工机床的综合空间误差建模过程,给出了具体模型表达式。

X、Y方向非等R值微小非球面模具超精密磨削试验

基于模压成型技术的复杂曲面光学玻璃透镜制造难度较大,主要制约因素是高精度复杂曲面光学模具的加工难度大。文中针对典型的高精度X、Y方向非等R值微小非球面模具,进行斜轴单点CXZB四轴联动超精密磨削试验,通过加工路径规划、磨削补偿、磨削表面测量与评价,验证了加工方法的可行性。研究发现,X、Y方向非等R值微小非球面模具PV值控制在0.38μm以下,表面粗糙度分别为Ra5 nm和Rz39 nm,加工表面呈光学镜面,模具加工质量完全满足后续的玻璃模压成型要求。

我国非球面曲面超精密复合加工系统技术取得重大进展

2003年5月19日,由中国航空工业第一集团公司303研究所为主承担研制的非球面曲面超精密复合加工系统在西安顺利通过现场调试验收,并正式交付用户——中国兵器工业集团公司第205研究所,投入科研生产。“

非球面镜超精密加工系统控制软件的研究

针对非球面镜超精密加工的需要 ,设计了基于工控PC机和Windows2 0 0 0操作系统、选用VB作为开发工具及远程传输技术 ,实现非球面镜超精密加工、加工误差补偿及远程数据传输等多项功能的软件控制系统。系统采用模块化设计技术 ,可实现初加工 ,补偿加工和精密测量之间数据的自动转化 ,满足了超精密非球面镜加工精度的要求。

光学非球面超精密切削的在位测量及补偿加工

开发一种采用接触式测头与电容式位移传感器相结合的在位测量装置及非球面测量与补偿加工软件,进行C3604黄铜球面及非球面的单点金刚石超精密切削加工,并开展在位测量及补偿加工试验。补偿加工后,经在位测量系统测量,球面面形精度PV达到231.4 nm,非球面面形精度PV达到206.3 nm;与离线测量结果比对,结果分别相差3.0 nm和7.0 nm,验证了在位测量系统测量的精确性和补偿加工的有效性。

非球面超精密加工自动编程技术研究

讨论了非球面超精密加工自动编程技术中的数控插补、刀具半径补偿、工艺参数选择及编程误差分析等问题。结合研究的成果,完成了对旋转椭球面和旋转抛物面等非球面工件的加工工艺实验。

超精密加工中刀具参数对脆性材料非球面加工质量的影响

脆性材料的光学非球面零件以其特有的优势,在军用和民用产品中越来越普及。光学非球面器件材料有一系列不利于加工的特点,被公认为是最难加工的光学零件。概述了超精密加工中单点金刚石车削技术在脆性材料非球面加工中的应用,并详细地分析了单点金刚石车削加工时刀具几何参数、X偏置、刀具半径补偿对非球面加工表面质量的影响。