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非球面加工工艺研究

作　者: 敬娟
导　师: 何勇
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 非球面表面粗糙度表面面形柔性制造技术
分类号: TH162
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

近些年来,非球面光学元件以其优越的光学性能、紧凑的结构正越来越多的应用于精密光学仪器中,非球面光学元件市场需求越来越大。这就需要我们尽快找到一种高精度、低成本、工程化程度高,并能在商业领域广泛使用的非球面柔性制造技术。本文主要研究德国LOH公司的SP120数字计算机控制非球面生产线工程化应用,针对该生产线既可加工球面,也可加工非球面的特点,针对光学非球面的加工机理,提出改善加工效率,提高加工精度的加工方法,通过合理匹配生产线设备、检测仪器构成,积极进行工艺创新,自主开发了计算机自动补偿软件,拓展了设备自身功能,实现了对铣磨和抛光过程中误差的精确控制,使SP120数字计算机控制非球面生产线达到月产一定数量,表面面形Rt<0.3μm、表面粗糙度Ra<0.03μm、的高精度非球面的生产能力。另外,非球面锗透镜正广泛的应用于红外系统中。在此机床上对非球面锗透镜进行了加工和检验,并且表面面形达到Rt<0.3μm表面粗糙度Ra<0.03μm。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-19
  1.1 课题目的及意义  9-10
    1.1.1 课题目的  9
    1.1.2 课题意义  9-10
  1.2 非球面光学元件的概念  10-12
  1.3 非球面加工方法概述  12-17
    1.3.1 经典加工法  13
    1.3.2 柔性非球面数字计算机控制制造技术  13-17
  1.4 研究的必要性  17-18
  1.5 论文内容安排  18-19
2 理论分析  19-29
  2.1 非球面成型的几何模型及几种常用磨削加工方法  19-24
    2.1.1 轴对称光学元件常用的磨削方式  19-20
    2.1.2 非球面光学元件轴对称磨削成型的数学模型  20-24
  2.2 计算机自动控制抛光的基础理论  24-27
    2.2.1 Preston的假设  24-25
    2.2.2 数字计算机自动控制小刀具抛光的设计思想  25-26
    2.2.3 计算机自动控制抛光计数的典型问题  26-27
  2.3 检测  27-29
    2.3.1 测量表面面形  27
    2.3.2 测量粗糙度  27-29
3 非球面光学元件生产线的组成  29-37
  3.1 数字控制非球面光学元件生产线的组成  29
  3.2 非球面光学元件加工工艺流程  29
  3.3 生产线分析  29-37
    3.3.1 LOH公司SPM120SL数字计算机控制铣磨机  29-31
    3.3.2 德国LOH公司SPS120SL数字计算机控制抛光机  31-33
    3.3.3 PGI1250A接触型式的轮廓仪  33-34
    3.3.4 TalySurf-CCI-2000型非接触型粗糙性检测仪  34-37
4 SP-120数控加工生产线的非球面工程应用  37-43
  4.1 设备功能的开发  37-40
  4.2 工艺流程的创新  40-43
5 小型非球面工艺试验生产能力评估  43-53
  5.1 K9材料非球面零件加工过程及测试数据  43-46
  5.2 小非球面光学元件锗透镜检验加工  46-49
    5.2.1 检查测试方案  47-48
    5.2.2 加工过程  48-49
  5.3 生产线生产能力评估  49-53
6 结论  53-55
致谢  55-56
参考文献  56-58

非球面加工工艺研究

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