文章从理论上分析了中心高微调机构对光学零件加工精度的影响。设计研制了高精度的中心高微调机构，并进行了系统标定，在２ｍｍ的调整范围内能实现０．１μｍ的精确微调。该微调机构用于超精密磨削光学非球面的中心高微调。磨削结果表明，其磨削加工的零件轮廓精度为０．２μｍ，表面粗糙度为Ｒａ０．０１μｍ。

由于微机电系统（MicroEleetroMechanicalSystem，MEMS）在微小零件加工中存在不足，微细铣削加工作为一项补充技术正在日益受到人们的重视。介绍了研制的微型精密三轴联动立式铣床（300mm×300mm×290mm）的系统构成，开发了中文控制软件并集成了视频采集系统，此设备在薄膜型工件（膜厚65μm）的微槽加工中取得了满意的效果（膜厚方向上材料去除率90．7％，成品率大于80％）。对微径端铣刀进行了力学特性分析，并通过刀具磨损试验分析了微径硬质合金TiAlN涂层及非涂层铣刀的磨损机理。最后通过槽铣硬铝2A12的试验研究了切削用量（主轴转速、背吃刀量和每齿进给量）对微细铣削力的影响，为微细铣削切削机理的深人研究奠定了基础。

为磨削加工出高精度、高质量的非球曲面器件,从理论上分析影响已加工表面粗糙度、轮廓精度的各种主要因素;设计研制一套超精密非球曲面磨削系统,其工件主轴、横溜板、纵溜板及磨头主轴均采用气浮形式,工件主轴的回转精度为0.05μm,磨头主轴最高转速为80 000 r/min,其回转精度为0.1μm,横溜板和纵溜板的直线位移分辨率可达4.9 nm,而磨头中心高微调机构可实现0.1μm的精确微调;用已经研制成功的这套磨削系统进行了非球曲面的磨削实验,结果表明,其磨削加工的零件轮廓精度为0.4μm,表面粗糙度Ra优于0.01μm。

为磨削加工出高精度、高质量的光学非球曲面器件.详尽分析了砂轮的安装及半径等误差对零件加工精度的影响.设计研制出了一套非球曲面磨削系统,并用它进行了实验研究.实验结果表明要获得高精度的非球曲面器件,只有当金刚石砂轮的平均磨粒尺寸低于10 μm,并在采用较高的砂轮线速度和较小的进给量的情况下,才能实现光学非球曲面的超精密磨削加工,经过各种磨削参数的优化选择,其非球曲面最终的零件轮廓精度为0.4 μm,表面粗糙度Ra优于0.01 μm.

提出了采用双路激光-CCD进行在线检测的方法,该方法采用激光三角测量原理,用双路激光-CCD同时对零件进行检测,以减小甚至消除自动输料过程中由振动或跳动等因素给零件带来的测量误差.文中给出了激光-CCD测量零件尺寸的原理,对零件运动过程中厚度尺寸的双路补偿原理进行了理论分析;设计研制了该动态检测系统;并用该系统进行了大量的实验研究,实验结果表明该系统对动态零件的尺寸检测精度达到±0.3 μm,能适用于零件在精密加工及自动化输送过程中的高精度检测,具有很好的工程实用性.

碳纳米管具有很小的半径、较高的纵横比、高的柔软性能、独特的化学结构和确定的电子特性,这一系列性质使得它很适合用作原子力显微镜针尖.针尖的制作原先是手工操作,目前应用较广泛的是化学汽相沉积法(CVD).这种针尖使原子力显微镜的分辨率得到很大的提高,纳米操纵能力大大加强.

采用分子动力学方法分析了纳机电开关中碳纳米管悬臂梁的静态特性.仿真中C-C原子间相互作用采用Tersoff-Brenner势函数,C-Cu及Cu-Cu间相互作用采用L-J势函数,并同时采用截断半径和邻域列表法以提高运算速度.首先模拟了纳机电开关的开和关两种工作状态,得出开关的闭合电压为1.0 V,然后模拟了碳纳米管的弯曲变形情况,结果表明,当电压小于1.0 V时,碳纳米管弯曲符合经典弹性理论;当电压介于1.0 V～1.9 V时碳纳米管中出现Stone-Wales变形;当电压达到1.9 V后,碳纳米管中逐渐出现塌陷结构甚至孔洞;当电压达到2.9 V时,碳纳米管完全断裂.最后分析了碳纳米管原子间的受力情况,结果表明,纳机电开关的最薄弱环节是电极与碳纳米管之间的结合处.所得模拟和分析结果为纳结构器件的进一步设计和优化提供了理论依据.