高精度光学非球面加工
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通过非球面铣磨，抛光完成非球面加工，仍是现在主 要的加工方法，而且主要工作量逐渐改变传统手工的 模式，向数控的方向转变； 该技术发展的历史比较长，成熟的设备较为全面，如 德国Satisloh， Schneider公司和Optotech等公司推 出不同类型的铣磨和抛光机床；我国也开展了大量数 控技术的研究 不仅在数控设备自动话和加工精度方面取得了很大的 进展，各种不同抛光方法和原理的研究，极大的推动 了光学非球面加工技术的发展
一、数控铣磨和抛光技术
数控抛光技术－－流体抛光
使用含有抛光颗粒的流体进行加工，该方法并未获得广泛应用，个 人以为，去除函数不理想以及仅能抛光小口径非球面镜限制了其应 用。
二、单点金刚石车削技术
金刚石车削技术是利用高精度的机床 轴系，将具有一定延展性的材料加工至 光学精度的要求。初期的仅有车削功 能，不能加工黑色金属和脆性材料。近 年来配加高速磨头后，能加工黑色金属 和脆性材料，目前已经发展到五轴联 动，可加工自由曲面。
1.
1. 2. 3.
谢谢！ 不妥之处，请大家指正！
一、数控铣磨和抛光技术
数控抛光技术之一经典小磨头抛光：
相对于数控铣磨而言， 抛光技术更加重要，因 此开展的研究工作更为 广泛，工作原理多种多 样，左图为行星式抛 光，早期的抛光头为沥 青，因此本文暂且称之 为经典小磨头抛光。
一、数控铣磨和抛光技术
数控抛光技术－－经典小磨 头抛光：
小磨头行星式抛光的优点： 1. 设备造价相对较低； 2. 控制系统和工作环境要求较低； 缺点： 1. 无法进行超光滑加工； 2. 抛光头工作状态容易改变，抛光函数不稳定，不 利于数控。
一、数控铣磨和抛光技术
数控抛光技术－－离子束抛光
一、数控铣磨和抛光技术
－离子束抛光
PV由1/2波长修 正为1/100波长 ！！！！！！
一、数控铣磨和抛光技术
－离子束抛光
数控抛光技术－－离子束抛光
离子束抛光的优点： 1. 加工精度极高； 2. 表面粗糙度很好； 3. 可以满足短波段对面形和粗糙度的高要求； 离子束抛光的缺点： 工作环境要求较高，需要提供真空室； 去除速率较低，需要预加工到较高精度；
数控抛光技术－－磁流变抛光
Biblioteka BaiduPV由1/3波长修 正为1/15波长
一、数控铣磨和抛光技术
数控抛光技术－－磁流变抛光
1. 2.
1.
2.
磁流变抛光的优点： 加工精度高。 抛光头状态稳定。 磁流变抛光的缺点： 设备制造难度大，技术含量高。目前美国对中 国禁运，仅成都光电所有一台，且签订了严格 的使用协议。国内虽然资助了不少经费，但仍 未完全突破； 磁流变体要定时更换。
二、单点金刚石车削技术
1. 2. 3.
主要生产厂家： 美国MOORE TOOLS公司 英国TYLOR HOBSON公司 日本TOSHIBA MASHINARY 公 司
二、单点金刚石车削技术
250UPL金刚石车床
工作原理图
二、单点金刚石车削技术
三、模压技术
利用预先制造的磨具，将已经软化的低熔点 玻璃压制成所需面形。
高精度光学非球面加工
苏州大学现代光学技术研究所
解滨 副研究员
一、数控铣磨和抛光技术
高精度的非球面加工技术发展到现在， 比较成熟且工艺较为稳定的技术方案有： 数控铣磨和抛光技术 单点金刚石车削技术 模压技术
一、数控铣磨和抛光技术
数控铣磨技术：
GI数控铣磨机(大口径)
50数控铣磨机（小口径）
一、数控铣磨和抛光技术
一、数控铣磨和抛光技术
数控抛光技术－－应力盘抛光：
该方法是前述方法的改进，以更好适应非球面表面曲率半径的变化 ，适用于大口径的非球面镜。
一、数控铣磨和抛光技术
数控抛光技术－－磁流变抛光
磁流变抛光采用一种特殊磁流体，在外加磁场作用下变硬 ，从而形成一种“永不磨损的抛光头”。
一、数控铣磨和抛光技术
三、模压技术
主要生产厂家： 1. 美国KODAK、CORNINGTOSHIBA公司， 2. 日本OLYMPUS、PANASONIC、NIKON公司 3. 德国ZEISS和荷兰PHILIPS公司
三、模压技术
模压法的优点： 可以批量化生产非球面镜； 模压法缺点： 模具制造难度大，成本高，使用于超 大批量； 无法进行中大口径的模压； 工艺参数复杂，如温度，氛围，压力 等。
一、数控铣磨和抛光技术
数控抛光技术－－流体抛光
使用含有抛光颗粒的流体进行加工，该方法并未获得广泛应用，个 人以为，去除函数不理想以及仅能抛光小口径非球面镜限制了其应 用。
二、单点金刚石车削技术
金刚石车削技术是利用高精度的机床 轴系，将具有一定延展性的材料加工至 光学精度的要求。初期的仅有车削功 能，不能加工黑色金属和脆性材料。近 年来配加高速磨头后，能加工黑色金属 和脆性材料，目前已经发展到五轴联 动，可加工自由曲面。
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谢谢！ 不妥之处，请大家指正！
一、数控铣磨和抛光技术
数控抛光技术之一经典小磨头抛光：
相对于数控铣磨而言， 抛光技术更加重要，因 此开展的研究工作更为 广泛，工作原理多种多 样，左图为行星式抛 光，早期的抛光头为沥 青，因此本文暂且称之 为经典小磨头抛光。
一、数控铣磨和抛光技术
数控抛光技术－－经典小磨 头抛光：
小磨头行星式抛光的优点： 1. 设备造价相对较低； 2. 控制系统和工作环境要求较低； 缺点： 1. 无法进行超光滑加工； 2. 抛光头工作状态容易改变，抛光函数不稳定，不 利于数控。
一、数控铣磨和抛光技术
数控抛光技术－－离子束抛光
一、数控铣磨和抛光技术
－离子束抛光
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一、数控铣磨和抛光技术
－离子束抛光
数控抛光技术－－离子束抛光
离子束抛光的优点： 1. 加工精度极高； 2. 表面粗糙度很好； 3. 可以满足短波段对面形和粗糙度的高要求； 离子束抛光的缺点： 工作环境要求较高，需要提供真空室； 去除速率较低，需要预加工到较高精度；
数控抛光技术－－磁流变抛光
Biblioteka BaiduPV由1/3波长修 正为1/15波长
一、数控铣磨和抛光技术
数控抛光技术－－磁流变抛光
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磁流变抛光的优点： 加工精度高。 抛光头状态稳定。 磁流变抛光的缺点： 设备制造难度大，技术含量高。目前美国对中 国禁运，仅成都光电所有一台，且签订了严格 的使用协议。国内虽然资助了不少经费，但仍 未完全突破； 磁流变体要定时更换。
二、单点金刚石车削技术
1. 2. 3.
主要生产厂家： 美国MOORE TOOLS公司 英国TYLOR HOBSON公司 日本TOSHIBA MASHINARY 公 司
二、单点金刚石车削技术
250UPL金刚石车床
工作原理图
二、单点金刚石车削技术
三、模压技术
利用预先制造的磨具，将已经软化的低熔点 玻璃压制成所需面形。
高精度光学非球面加工
苏州大学现代光学技术研究所
解滨 副研究员
一、数控铣磨和抛光技术
高精度的非球面加工技术发展到现在， 比较成熟且工艺较为稳定的技术方案有： 数控铣磨和抛光技术 单点金刚石车削技术 模压技术
一、数控铣磨和抛光技术
数控铣磨技术：
GI数控铣磨机(大口径)
50数控铣磨机（小口径）
一、数控铣磨和抛光技术
一、数控铣磨和抛光技术
数控抛光技术－－应力盘抛光：
该方法是前述方法的改进，以更好适应非球面表面曲率半径的变化 ，适用于大口径的非球面镜。
一、数控铣磨和抛光技术
数控抛光技术－－磁流变抛光
磁流变抛光采用一种特殊磁流体，在外加磁场作用下变硬 ，从而形成一种“永不磨损的抛光头”。
一、数控铣磨和抛光技术
三、模压技术
主要生产厂家： 1. 美国KODAK、CORNINGTOSHIBA公司， 2. 日本OLYMPUS、PANASONIC、NIKON公司 3. 德国ZEISS和荷兰PHILIPS公司
三、模压技术
模压法的优点： 可以批量化生产非球面镜； 模压法缺点： 模具制造难度大，成本高，使用于超 大批量； 无法进行中大口径的模压； 工艺参数复杂，如温度，氛围，压力 等。