光学零件加工主要难点的分析

　　1　光学零件的重要性及其加工技术的现状

　　随着现代科学技术的不断发展,光技术在航天、航空、天文、电子、激光以及光通讯等众多领域的应用越来越广泛,在激烈竞争的科学技术、经济和国防等领域显得越来越迫切和重要。而且光技术中所需的光学零件越来越向高精度、微型化和超大型化方向发展,这就使过去的传统光学零件加工技术很难适应新的发展需求。为此,各技术先进国家投入大量的人力物力研发加工各种光学零件的新技术。由于光技术中所需的光学零件的种类和形状很多,所涉及的加工技术的设备和加工方法种类也很多。其中镜头的加工技术最具有代表性。当前就透镜和反射镜的加工技术,除传统加工技术外,已研发出的有数控车削技术、数控磨削技术、数控抛光技术、塑料注塑技术、玻璃模压技术、激光飞秒加工技术、复制技术和电解技术等等。而新近所研发出的多种加工技术几乎都是为了解决非球面镜头的加工问题而提出的。但每一种加工方法均有其应用范围的局限性。如数控加工、磁流变抛光和离子抛光适用于单件小批量,而注塑、模压和复制等技术适用于大批量加工。一般而言,不论单个玻璃透镜,还是用于注塑和模压的模具的型腔,均需使用磨削方法精磨后再抛光才能达到精度和粗糙度的质量要求,所以精磨是保证精度和提高加工效率的重要工序,为了更加提高加工效率,目前国外有的学者正在进行以磨削代替抛光的研究。由于磨削和抛光机理不同,能否真正实现以磨代抛很难预言,但就当前情况而言,从加工效率考虑,主要是以磨削方法最大限度地提高面形精度和降低表面粗糙度,而以抛光方法最终来保证表面质量并对面形进行微小修正。

　　如何提高精磨的面形精度、降低表面粗糙度是提高光学透镜加工效率的重要措施之一。为此作者对精磨过程进行了分析,讨论了精磨加工中的难点和改进的方向以及可行方法。

　　2　光学零件加工原理及方法

　　由于光学零件的种类和形状多种多样,研发出的加工原理及方法也种类繁多,可查得具体的加工原理有50多种[1]。但就其加工原理大体可分为如下四大类:变形加工原理,附加加工原理,变质加工原理和去除加工原理。

　　(1)变形加工原理:有热变形、注塑成型、模压等。

　　(2)附加加工原理:有涂镀、蒸镀、离子镀,、电镀、电铸和树脂复制等。

　　(3)变质加工原理:有以渗透的方法沿轴向或径向改变材质的折射率的方法。

　　(4)去除加工原理:有传统手工研磨抛光、成型工具轨迹成型、仿形靠模轨迹成型、机构轨迹成型和数控轨迹成型方法等。