現(xiàn)代超精密加工技術(shù)(文件)
【正文】 清潔的、經(jīng)濟(jì)的能源，生產(chǎn)廉價(jià)的核燃料。 從上述的論述中我們可以看到無(wú)論在機(jī)載設(shè)備、衛(wèi)星、慣性制導(dǎo)及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、激光制導(dǎo)系統(tǒng)、紅外探測(cè)系統(tǒng)、激光核聚變等方面都離不開(kāi)非球面零件，所以盡快提高我國(guó)非球面曲面的超精密加工技術(shù)成了當(dāng)務(wù)之急，這有利于提高我國(guó)的航空、航天、武器系統(tǒng)等國(guó)防工業(yè)的水平。對(duì)于玻璃或塑料等，目前的加工方法主要是首先超精密加工其模具， 然后用成型的方法生產(chǎn)非球面曲面。 CNC 超精密加工技術(shù)在美國(guó)、英國(guó)、荷蘭、日本等國(guó)得到了很大發(fā)展，主要都是基于航空、航天、軍事、能源等方面的應(yīng)用，英國(guó) Cranfield 大學(xué)的精密工程研究所 (CUPE)研制的大型超精密金剛石鏡面切削機(jī)床可以加工大型 X射線天體望遠(yuǎn)鏡所用的非球面反射鏡 (最大直徑可達(dá) 1400mm，最大長(zhǎng)度 600mm的圓錐鏡 )。荷蘭 PHILPHS公司于 1978 年研制成功了 CNC 超精密金剛石車(chē)床 COLATH，主要用于非球面塑料透鏡的加工，加工精度在 0． 5μm以下，表面粗 糙度 Ra O． 02μm。 目前，國(guó)外許多公司己將超精密車(chē)削、磨削、研磨以及拋光加工集一體，開(kāi)發(fā)研制出復(fù)合超精密加工機(jī)床。工藝需要幾個(gè)月，重復(fù)性差，加工成本高，只適用于單件和極小批量的生產(chǎn)，僅能滿(mǎn)足研究所和學(xué)校的單件試制要求。這些單位為我國(guó)超精密加工技術(shù)的發(fā)展做出了一定的 貢獻(xiàn)，但對(duì)于非球面加工來(lái)說(shuō)，目前國(guó)內(nèi)基本還是一片空白。 (2)導(dǎo)軌及驅(qū)動(dòng)裝置的研究 。 (8)進(jìn)行非球面曲面加工工藝及相關(guān)技術(shù)的研究，其中包括金剛石刀 具研磨技術(shù)的研究，同時(shí)還將進(jìn)行環(huán)境技術(shù)等方面的研究。根據(jù)偶件的材料、精度、使用場(chǎng)合及批量的不同有各種加工方法。目前利用超精密加工技術(shù)來(lái)解決精密偶件制造中的關(guān)鍵問(wèn)題，尚處于起步階段，國(guó)內(nèi)一些單位主要利用高精度磨床進(jìn)行偶件磨別，也利用超精密技術(shù)改裝原有精密設(shè)備使之提高精度，國(guó)內(nèi)尚無(wú)真正的超精密磨床、超精密研磨機(jī)等超精密加工設(shè)備。上述技術(shù)可直接用于工廠生產(chǎn)，如伺服伺服閥柱塞、慣導(dǎo)零件、振動(dòng)筒等生產(chǎn)，可用于黑色金屬及其它高硬度材料的圓柱形偶件的加工。應(yīng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)如下： 圓柱度： O． 1——O． 5μm 尺寸精度： 0． 3——0． 8μm 粗糙度： RaO． 01——0． 04μm 4． 2． 5 內(nèi)、外徑高精度尺寸測(cè)量技術(shù)研究 研究一種內(nèi)、外徑尺寸測(cè)量的方法及儀器。 。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)超精密加工技術(shù)不斷提出了新的要求。應(yīng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)如下： 圓柱度： 0． 3——O． 5μm 球度： O． 05——O． 1μm 平面度： 0． 05——O． 1μm 尺寸精度： 0． 1——O． 5μm 粗糙度： 0． 01——O． 02μm 4． 2． 4 內(nèi)孔的金剛石及 CBN超硬磨料超精密研、珩技術(shù) 研究 進(jìn)行超精密外因磨削工藝與 ELID 修整工藝的研究，使研珩工具的精度達(dá)到超精密水平，從而使加工零件達(dá)到更高水平以解決現(xiàn)在圓拄內(nèi)孔加工的技術(shù)難點(diǎn)。 4． 2 研究?jī)?nèi)容 4． 內(nèi)、外圓柱偶件及平面偶件超精密車(chē)削、 鏜削及磨削技術(shù)研究 該項(xiàng)技術(shù)可直接用于工廠生產(chǎn)，如陀螺儀零件、油泵轉(zhuǎn)子、配油盤(pán)、平面反射鏡等生產(chǎn)，解決有色金屬圓柱形偶件及平面偶件的加工。 精密偶件制造技術(shù)的發(fā)展也是精密加工、超精密加工技術(shù)時(shí)發(fā)展過(guò) 程， 60 年代美國(guó)制成第一臺(tái)具有 0． 025μm的 進(jìn)給分辨率、加工圓度到 O． 125μm的外圓磨床，精密偶件的加工逐漸步入了超精密加工范疇，隨后各種精密與超精密加工技術(shù)的發(fā)展使精密偶件的制造技術(shù)不斷發(fā)展。0． Ol℃ 機(jī)床位移測(cè)量裝置分辨率： O． O05μm—O． 01μm 型面精度在線測(cè)量裝置分辨率： O． 002μm 在該 CNC 超精密復(fù)合加工裝置上加工出的非球面曲面，達(dá)到： 加工型面精度： 0． 3——O． 5μm； 加工表面粗糙度： Ra0． 005—0． 020μm； 4 精密 偶件超精密加工技術(shù) 4． 1 概述 精密偶件技其形狀可分為圓柱面偶件、平面偶件、球面偶件和導(dǎo)形柱面偶件。 (4)高精度數(shù)控系統(tǒng)的研究： (5)非球面曲面型面精度的在線測(cè)量裝置的研究： (6)可延性磨削裝置的研究 。所以國(guó)家必須投入充足的人力、物 力，才能使我國(guó)的超精密加工技術(shù)特別是非球面的超精密加工技術(shù)在較短時(shí)間內(nèi)能很快適應(yīng)航空、航天、武器等國(guó)防現(xiàn)代化的需要。其中開(kāi)展研究工作較好的單位有北京密云機(jī)床研究所、中國(guó)航空精密機(jī)械研究所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中科院長(zhǎng)春光機(jī)所應(yīng)用光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等。 目前國(guó)外各種非球面加工工藝正處于比較成熟階段，從大到幾米直徑小到幾毫米直徑，從單件到大批量，從高精度到一般精度的非球面光學(xué)零件都能加工。運(yùn)用特種加工技術(shù)如離子束拋光、彈性發(fā)射加工等，可明顯提高加工表面質(zhì)量。哈勃望遠(yuǎn)鏡上的大型非球面反射鏡超精密加工所用的 OAGM2500 六軸 CNC 超精密磨床的研制也正是出自該實(shí)驗(yàn)室，該機(jī)床主要用于光學(xué)玻璃等硬脆材料的加工，其加工形狀精度可達(dá)到 0． 1μm。此外，還有非球面零件的特種加工技術(shù)如離子束拋光等。非球面曲面根據(jù)材料的不同采用不同的加工方法?？臻g探測(cè)用的哈勃宇宙望遠(yuǎn)鏡中直徑 2． 4ln，重達(dá)卯 OK8 的大型非球面反射鏡采用了磨削、拋光加工，形狀精度可達(dá) O． 01LLm。慣導(dǎo)器件的關(guān)鍵部件激光陀螺中由于采用了非球面反射鏡，不僅大大縮小了體積，更重要的是大大提高了控制精度以及控制穩(wěn)定 性。 3 非球面曲面超精密加工技術(shù) 3． 1 概述 非球面光學(xué)零件是一
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