精密磨床研究的主要内容
发布时间：2019-08-14
从 60 年代开始，美国率先研究开发超精密加工技术，旨在开发制造军事、宇宙等领域需要的特殊光学零件的超精密加工技术的发展。高精密数控机床的出现，非球面光学零件的加工技术有了长足的进步。随着电子、航空、天文、激光核聚变，光通讯军事技术的发展需要，很多光学仪器都采用了非球面光学零件。自从 CCOS 技术（简称“计算机控制光学表面成型技术”）问世以来，世界上以美国为首的一些发达国家相继投入了大量的人力、物力和财力进行了深入研究，检测、控制手段和精度得到了极大的改善和提高，在中大口径非球面光学元件加工领域上应用越来越广。目前，随着精密制造设备的发展，国外非球面加工工艺日趋完善，高效磨削技术、快速抛光技术和计算机控制精密抛光技术，构成了中大口径玻璃光学元件一套完整的实用化的加工工艺技术，满足了玻璃非球面加工技术的需求。相对于国外种类繁多、性能优异的非球
面加工和检测技术，我国这两个领域开发和应用显得非常薄弱。虽然国内有关科研院所进行了非球面加工单项技术开发，并取得了一些成果，个别技术已掌握并应用于生产中，但从整体工艺技术上衡量，我国非球面加工技术仍处于起步阶段，中大口径光学元件整体制造工艺技术水平与国外相比也有很大差距，加工精度低，周期长。
本专题针对目前军用光学系统对大口径光学非球面元件的需求，研制高精度、高效率的非球面磨削加工技术，采用金刚石砂轮平行磨削的方法加工口径在 0.5 m 以内的光学非球面，以期解决在目前光学非球面制造中加工精度很难保证和加工效率低的问题，实现大口径非球面光学零件的制造。所需研究的核心技术包含：非球面加工精密磨床的研制；金刚石砂轮的修形，休整技术；非球面平面加工轨迹设计及加工控制技术；表面误差在线测量数据处理及表面精度评价技术；非球面补偿加工技术。
为保证非球面加工精密磨床的精度，需要有限元方法对磨床床身进行分析。通过ANSYS 对其各支点的应力状态进行分析，确定最佳支点和支撑状态的应力变化，从而使磨床精度更高。对磨床进行模态分析，防止共振发生。对磨床床身的平面度，导轨的直线度进行测量，提出了影响机床精度的合理化措施。
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