非球面光学零件抛光技术11瞄准器

非球面光学零件抛光技术（1）（1）

非球面光学零件抛光技术（1）（1） 2012年08月13日 随着科学技术的发展，非球而光学零件因其优良的光学性能，而曰益成为一类非常重要的光学零件。在很多情况下，光电仪器采用非球而，能够得到球而光学零件难以达到的光学性能，如提高系统的相对孔径，增大视场角，改进像质，改善光照度均匀性，缩短工作距离，大大地减少镜片数量等，从而简化仪器结构，缩小外形尺寸，减小总质量。从l 7世纪最早提出非球而应用至今400余年，人们一直在探索非球而光学零件的加工技术。 非球而制造通常分为非球而成形和光学而实现两个工艺方而。相对而言，难点主要在光学而的实现。本文主要讲述非球而光学零件抛光技术。传统的非球而加工方法，是通过研磨抛光方法，随着光机电算的逐渐一体化，现己发展出多种新的非球而抛光方法。 非球面传统加工技术 研磨抛光法，是传统的非球而光学零件材料去除式加工方法。这种方法，是先把零件研磨成最接近球而形状，然后用机器或手工继续局部研磨或抛光，边加工边测量，直至修磨出符合要求的非球而而形。由于主要依靠手工，所以这种方法只适用于大口径且非球而度较小的非球而。按此方法加工出的非球而，可达到很高的精度，但效率低，且精度重复性差，只适用于单件或小批量生产…。 传统研抛技术，一直伴随着非球而加工技术的历史。由于依靠操作者的技术，可达到较高的加工精度，因此可作为现代新型非球而抛光技术的一种补充，两者相结合，达到所需的表而粗糙度和而形精度。2 非球面抛光新技术2．1计算机控制光学表面(CCOs)加工技术 20世纪70年代初，美国]tek公司率先提出了一种新的光学表而加工的技术构想，即CCOS，它是通过计算机控制一个小型工具，将控制软件、机床设备和检测方法有机结合起来，进行光学表而加工。随后美、法、德、俄的科研中心，都在此领域开展了深入的研究。如美国的亚利桑那大学光学科学中心、法国空间光学制造中心、德国蔡司公司、俄罗斯瓦维洛夫国家光学研究所等[21。随着计算机技术和精密计量技术的飞速发展，CCOS加工技术从计算速度到加工精度等，都得到了进一步的提高与完善。 CCOS加工技术的基本原理，是用计算机来控制一个比被加工零件尺寸小得多的抛光模，以一定的路线、速度和压力抛光工件表而。通过改变任何一个区域的抛光时间，可以精确地获得要求的材料去除量。由于抛光的去除量不大，所以工件要先用通常的方法研磨、抛光成接近的比较球而。计算机控制抛光，仅仅是抛去球而和要求的非球而在各点处所存在的偏离量。在加工中，使用迭代的方式，使表而误差逐步收敛。 用CCOS方法加工出来的零件，局部而形误差(波纹)难以消去，要达到高品质的光学级表而，仍需要后续传统抛光。与其他技术相比，CCOS的优势主要是在非球而成型和精磨方而。2_2磁流变抛光技术 磁流变抛光技术(M哪，是美国Rochester大学提出的一种新型的光学零件加工方法，其将电磁学、流体动力学理论、分析化学有机结合起来。磁流变抛光液在高强度的梯度磁场中会变硬，而成为具有粘塑性的Bingham介质，形成类似缎带的凸起。当这种介质流经工件与运动盘形成的很小空隙时，工件表而材料会被工件表而与其接触的区域产生的剪切力去除。 由于磁流变抛光能够获得品质很高的光学表而，与CCOS相结合，可实现计算机控制，从而得到较复杂的而形，且去除效率高，不会存在刀具磨损、堵塞现象。因其独特的剪切去除机理在保证较高去除效率的同时不引入亚表而损伤，可以高效消除磨削产生的亚表而损伤层，实现近零亚表而损伤和纳米级精度抛光。 因此，磁流变抛光是一种非常好的光学加工方法。目前，我国很多高校及科研机构都投入了大量精力进行磁流变抛光技术的研究。缺点是有磁介质不能使用，且磁流变液特性随材料变化，抛光去除函数必须随时标定。

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