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1、第14卷第4期光学精密工程Vol.14No.42006年8月OpticsandPrecisionEngineeringAug.2006文章编号10042924X(2006)0420545208超精密非球面镜面模具直轴磨削的研究欧阳渺安(佛山职业技术学院,广东佛山528000)摘要:研究了非球面镜面模具直轴超精密磨削技术,给出了非球面镜面模具超精密加工机理、算法原理、软硬件结构、系统实现、工艺分析及实例应用,开发了小型超精密非球面镜面加工系统SGTCAM1.0。研究结果表明,系统原理正确,加工出的非球面光学零部件形状误差在100nm以下,表面粗糙度在5nm以下,达到纳米级加工精
2、度。开发的系统使用方便,成本低。关键词:超精密加工;直轴磨削;单点金刚石切削;非球面镜面模具;计算机辅助制造中图分类号:TQ171.684文献标识码:AStudyofultra2precisionverticalgrindingforasphericlensmouldOUYANGMiao2an(FoshanPolytechnicCollege,Foshan528000,China)Abstract:Themechanismofultra2precisionmachining,thealgorithmofprinciple,thestructuresofhardwareands
3、oftware,therealizationofComputerAidedManufacture(CAM)systemandtheanaly2sisofprocessingwerestudiedandpresentedtodealwithverticalgrindingandSinglePointDiamondTurning(SPDT).TheCAMsystemofsmallsizeultra2precisionasphericlensforverticalgrinding(SGTCAM1.0)wasdeveloped.Theprincipleisprovedtobecorr
4、ectandtheresultsareuptothenanomanufacturingprecisionwiththeformerrorunder100nmandthesurfacesmoothnessunder5nm.Theconflictsbetweenhugemarketrequirementsofopticalproductsandthehighpriceofcondi2tionalultra2precisionnumericalmachinetoolswillberesolvedbythelowdevelopingcostsofthesys2tem.Keywords
5、:ultra2precisionmachining;verticalgrinding;SinglePointDiamondTurning(SPDT);as2phericlensmould;ComputerAidedManufacture(CAM)内外有关专家投入了大量的人力物力,已经取得1引言了初步的研究成果。非球面光学产品有着无可比拟的光学性能和广阔的应用前景。在国防、航空非球面镜面超精密加工技术的研究一直是制航天领域,大型或超大型光学产品的开发是国防造领域的热点和难点,从20世纪60年代以来,国空间技术的关键,体现着一个国家的技术实力和收稿日期:2005211218;修订
6、日期:2006206217.基金项目:国家自然科学基金项目;国家“八五”重点攻关项目(No.852719227)546光学精密工程第14卷经济实力。在IT突飞猛进的时代,除国防、空间主轴上,而砂轮空气主轴固定于机床立柱,立柱沿技术宏观领域外,更多的民用光学产品如数码相Y轴方向直线运动。调整Y轴坐标,使加工接触机、电脑摄像头、DVD拾取头、光纤通讯以及激光点通过工件的中心(刀具对心),加工过程中,X、Z产品,也在朝小型、微型等微观方向发展,成为与两轴联动,完成非球面曲线形状加工。直轴磨削人民生活息息相关的核心技术。西方发达国家,(UPGT2VerticalGrinding)中,
7、砂轮的回转运动,尤其是美国、日本和英国,已经有了成熟的超精密工件的回转运动在数控装置的控制下产生X、Z机床设备及工艺研究成果,它们代表了当今世界两轴联动,主要完成高硬度材料的模具加工,原理的超精密制造水平,但其开发成本也相当高,一些上与数控车削是相同的,因此对于铜、铝等有色金典型设备市场价格在800万人民币左右。在发展属的加工,常采用原理方式一致的单点金刚石切中国家,这项技术还存在相当大的差距,尤其是经削(SPDT)。济急速发展的中国,一方面面临着强大的市场需求,超精密加工越来越引人注目;另一方面,受发
