*的非球面光学零件确定性超精密加工

　　非球面光学零件是一类非常重要的光学零件，zui常用的有抛物面镜、双曲面镜以及椭球面镜等。非球面光学零件具有球面光学零件*的良好成像质量，应用在光学系统中能够很好地矫正多种像差、改善仪器成像质量、提高仪器鉴别能力、增大作用距离。它能以一个或几个少量的非球面零件代替较多的球面零件，从而简化仪器结构，降低成本，并有效地减轻仪器重量。
 

　　非球面曲面光学零件在现代高能激光武器、惯性约束核聚变点火工程、空天遥感和深空探测以及航空航天打击系统中发挥着极为重要的作用，应用范围日益广泛。其中一些系统因使用环境和有关条件(如航空航天对重量、过载、温度环境等要求)限制，对零件材料性能(比刚度、温度稳定性、加工特性等)有着非常严苛的要求。在这种情况下，传统的非球面光学零件加工方法不仅在时间、效率和成本上远远不能满足要求，更重要的是不能完成像对铍、金、铜等有色金属和许多其他一些材料非球面光学曲面的加工。同时，传统的非球面光学零件加工方法还无法解决复杂非球面曲面零件，譬如自由曲面、保形曲面光学零件的超精密加工技术难题。为此，迫切需要研究适应快速、的现代光学复杂非球面确定性超精密加工技术。另一方面，随着现代计算机技术、超精密测量技术、超精密运动控制技术、各种相关精密元部件制造技术以及小环境控制技术等的发展，也为实现上述要求的现代复杂非球面加工制造技术提供了技术支撑，使之成为现实可能。
 

　　非球面光学零件确定性超精密加工技术和装备是现代*制造技术的典型代表。而单点金刚石数控车削(SPDT)机床则是现代超精密数控光学加工zui典型、zui重要的加工装备。SPDT可实现金属基反射镜、红外材料透镜等非球面、离轴非球面等光学元件的、确定性超精密加工。由于以SPDT为代表的现代超精密数控光学加工装备技术水平对国家的军事和国民经济领域技术的发展具有重大作用，世界发达国家对我国采取了严格的装备禁运和技术封锁。特别是在大尺寸、超高精密、多坐标联动技术产品方面控制方面尤为严格。
 

　　近年来，中科精感智能(北京)科技有限公司所依托其在超精密加工技术领域的研究基础和传统，开展了“非球面光学零件确定性超精密加工技术和装备——单点金刚石车床”项目研究，突破了大型光学数控加工机床设计、制造及运行环境控制等关键技术。在大承载力、高刚性的超精密立式液体静压主轴技术，大行程、高刚性、无摩擦效应超精密液体静压导轨驱动与控制技术，机床Z轴无摩擦干涉效应的全气浮气缸精密平衡与导轨技术，纳米分辨率开放式高性能数控系统集成技术，机床温度及振动环境精密控制技术以及高品质压力油源、气源供给技术等方面取得了一系列的成果，zui终成功研制 “DJC-350超精密单点金刚石车床”及其辅助支撑系统。该机床通过纳米分辨率的超精密加工运动轨迹控制，用金刚石刀具直接车削成形金属、红外等材料的大型光学零件。可地加工传统光学加工技术和装备难以加工或根本无法加工的多种材料(如金属基、红外及KDP晶体等)和复杂曲面(深度非球面、离轴非球面等)现代光学系统元件。
 

　　DJC-350超精密单点金刚石车床自研制成功以来，经过几年的连续运行、工艺研究及工程应用，整体性能表现良好，精度稳定可靠。目前已实现三轴金刚石车床成果转化，批量生产及销售。满足了我国国防科技工业装备和民用光电市场的迫切需求，具有重要的军事价值、社会效益和经济效益。
 

　　DJC-350超精密单点金刚石车床的成功研制和良好运行，表明我国大口径非球面曲面超精密加工设备制造和工艺关键技术方面取得了一系列重要的突破，打破了国外的技术封锁和装备禁运，使我国的非球面光学零件的超精密加工技术水平上跃了一个新的台阶，项目成果达到了同类技术*水平。