非球面技术广泛的应用于各种光学系统中。在非球面技术中,非常关键的一项就是非球面面形的测量。本文根据不同的测量原理对各种测量方法进行了优缺点的对比,进而对未来非球面面形测量技术的发展方向做出了预测。

高精度非球面具有广泛的、潜在的应用前景,非球面加工中的表面精度测量及补偿控制是制约其加工过程的关键因素.提出了基于CCD成像技术在线动态测量非球面的表面精度,研究了在线动态测量控制的结构方案,建立了基于CCD作为测量环节的计算机控制光学表面成形系统,提出了对表面精度的加工采用宏观形貌和微观形貌分段测量与控制的方法.

本文旨在进一步提高电火花线切割的材料去除率、表面精度和形位精度,提出外界磁场辅助方法来改善电火花线切割加工的加工性能,并对该方法进行理论和实验分析。首先,理论分析了外界磁场辅助下放电通道内的单个粒子运动轨迹,运动轨迹方程表明,外界磁场能够有效地促进蚀除残渣的排出。其次,采用不同吸力的磁力表座作为磁场源,通过COMSOL仿真软件数值计算得到加工区域的磁感应强度分布;最后,从实验角度出发,分别分析了外界辅助磁场对于不同加工参数情况下的加工速度、表面粗糙度和切缝宽度的影响规律。实验结果表明,增加辅助磁场能够有效提高电火花线切割的加工性能;此外,磁感应强度与加工参数存在最佳组合关系。本次研究提出的磁场辅助加工方法和加工规律可以为实际加工提供重要的指导价值。

由于非球面零件本身的特殊性和复杂性,较球面零件加工更加困难。基于自主研发的切线法数控成形非球面机床,分析加工零件表面精度的影响因素。采用单因素法分别对砂轮参数、冷却液影响因素进行分析,着重分析砂轮磨损和磨轮转速误差。严格控制加工过程中所产生的误差,避免由于过多误差影响最终零件的面形精度和表面粗糙度,优化工艺流程。