目前,用于非球面光學(xué)零件的主要材料有光學(xué)塑料、玻璃、石英、紅外鍺材料以及銅鋁等軟金屬材料,國外從上世紀(jì)60年代就開始了對非球面加工技術(shù)的研 究,20世紀(jì)80年代以來出現(xiàn)了許多新的非球面超精密加工技術(shù),它們主要是:計(jì)算機(jī)數(shù)控單點(diǎn)金剛石車削技術(shù)(SPDT)、計(jì)算機(jī)數(shù)控超精密磨削及拋光技術(shù)以及光學(xué)塑料成型技術(shù)等。這些加工方法基本解決了各類非球面零件的加工問題,加工零件精度和效率高,適于批量生產(chǎn)非球面曲面加工。

 

 

非球面零件的加工方法有哪些？

 

根據(jù)工件材料形狀精度和口徑等因素的不同,加工非球面零件采用的加工方法也不同。對于銅、鋁等軟質(zhì)材料可采用單點(diǎn)金剛石切削(SPDT)進(jìn)行超精密加工,對于玻璃陶瓷等硬脆材料則主要是通過超精密磨削、研磨和拋光進(jìn)行加工,也可以采用玻璃模壓成 型法,而對于光學(xué)樹脂材料則采用光學(xué)塑料成型技術(shù), 如注射成型技術(shù)等。

 

計(jì)算機(jī)數(shù)控單點(diǎn)金剛石技術(shù)

 

它是在超精密數(shù)控車床上,采用天然單晶金剛石刀具,在對機(jī)床和加工環(huán)境進(jìn)行精確控制條件下,直接利用天然金剛石刀具單點(diǎn)車削加工出符合光學(xué)質(zhì)量要求的非球面光學(xué)零件,該技術(shù)主要用于加工中小尺寸、中等批量的紅外晶體和軟金屬材料的光學(xué)零件,其特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高、加工硬度較低、重復(fù)性好、適合批量生產(chǎn)、加工成本比傳統(tǒng)的加工技術(shù)明顯降低。

 

超精密磨削技術(shù)

 

對于玻璃、陶瓷等硬材料來說,若采用車削方式加工非球面光學(xué)零件,其面形精度及表面粗糙度很難達(dá)到光學(xué)零件的要求,必須通過磨削或拋光進(jìn)一步提高其表面精度。

 

計(jì)算機(jī)控制光學(xué)表面成形技術(shù)

 

用計(jì)算機(jī)控制的方法,使得在單位時(shí)間內(nèi),加工面上某一點(diǎn)的材料去除量正比于磨盤壓強(qiáng)及磨盤與加工點(diǎn)之間的相對速度。這種加工方法的實(shí)現(xiàn)難度很大

 

光學(xué)玻璃模壓成型技術(shù)

 

是一種高精度光學(xué)元件加工技術(shù),它是把軟化的玻璃放入高精度的模具中,在加溫加壓和無氧的條件下,一次性直接模壓成型出達(dá)到使用要求的光學(xué)零件

 

光學(xué)塑料成型技術(shù)

 

是當(dāng)前制造塑料非球面光學(xué)零件的先進(jìn)技術(shù),包括注射成型、鑄造成性和壓制成型等技術(shù)。注射成型法是將加熱成流體的定量的光學(xué)塑料注入到不銹鋼模具中,在加熱加壓條件下成型,冷卻固化后打開模具取出,即可獲得所需光學(xué)零件。

 

其他非球面加工技術(shù)

 

非球面的加工方法較多,但根據(jù)形成方法,非球面零件的加工可歸納為4類：復(fù)制成型法、附加成型法、去除成型法和特種加工法。