     1.4軍用衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展    大中型非球面曲面超精密加工設(shè)備及工藝研究 非軸對稱光學曲面加工設(shè)備的研制(五軸CNC超精密加工中心)  非球面曲面超精密檢測技術(shù)研究 非球面檢測技術(shù)是光學非球面加工首先要解決的關(guān)鍵問題，特別是針對我國的國情，至少在目前還只能靠人工輔助研磨加工光學非球面，測量問題顯得更為突出。只有準確、快速測量出加工過程中零件的誤差，工人才有可能相應研磨從而獲得高精度的非球面光學零件。相對于非球面加工技術(shù)來說，其測量技術(shù)與國外相比落后更多。光學非球面檢測技術(shù)應當具備能在鏡面加工過程中迅速判斷面型誤差狀況，隨機反饋給出進一步修正指令，又要解決零件的終了檢驗。 目前非球面面型測量應用最多的方法是光波的干涉測量法，具有較高的測量精度和較好的空間分辨率。它可以快速進行整個表面的測量，最高分辨率可達到亞納米級。但是對于不同的光學非球面，必須準備相應的光學模板才能進行測量，這套測量系統(tǒng)通常結(jié)構(gòu)非常復雜。 利用全息干涉法可以測量非球面，但是無論是采用標準非球面還是采用計算機生成(CGH)都必須制作一張全息片，而且對于不同方程的非球面就必須有相應的全息片。但是直到目前為止國內(nèi)制作全息片的工藝還只局限于一些傳統(tǒng)的工藝，對于非球面超精密測量所需的全息片基本上依賴于進口，這極大地限制了光學非球面零件的測試及加工。目前進口一張非球面超精密測量用的全息片大約需要一萬多美金，而且需要告訴對方非球面的方程，對于型號任務這就牽涉到保密等問題。特別是對于一些預研或在研以及沒有定型的項目，由于牽涉到非球面的種類和數(shù)量較大，所需經(jīng)費十分可觀，所以自行研制非球面測量用的全息片已經(jīng)成為當務之急。 高精度激光刻劃系統(tǒng)主要包括以下幾個方面:
非硅材料三維微小型零件超精密加工技術(shù)的研究 MEMS加工技術(shù)主要有從半導體加工工藝中發(fā)展起來的硅平面工藝和體硅工藝。八十年代中期以后利用X射線光刻、電鑄、及注塑的LIGA技術(shù)誕生，形成了 MEMS加工的另一個體系。MEMS的加工技術(shù)可包括硅表面加工和體加工的硅微細加工、LIGA加工和利用紫外光刻的準LIGA加工、微細電火花加工(EDM)、超聲波加工、等離子體加工、激光加工、離子束加工、電子束加工、立體光刻成形等。 但是構(gòu)成這些微型機械的零件是各種各樣而紛繁復雜的，要想使微型機械性能真正地過關(guān)并達到實用的程度，必須要盡快地提高微型機械零件的制造工藝與設(shè)備的水平。目前微型機械零件的制造工藝最為成熟的技術(shù)就是光刻，許多經(jīng)典的微型機械零件制造的成果，基本上都是采用光刻或電鑄技術(shù)完成的。然而這些成熟的工藝方法所加工的微型機械零件只能是二維的(或準三維)，而實際真正的三維形狀零件用光刻技術(shù)是完成不了的。在微型機械中，存在著許多三維的微小零件，如微型模具、直徑為70μm的微小螺紋、微型齒條、直徑為50μm的銷子、各段直徑分別為200μm、100μm、50μm的階梯軸、外徑為300μm的旋轉(zhuǎn)拋物面等，這些典型的三維微小零件的加工，不僅用光刻、三束加工等工藝方法實現(xiàn)不了，用傳統(tǒng)的機械制造系統(tǒng)也是不可能實現(xiàn)的。因此，必須針對三維微小機器的特點，開發(fā)和研制微型制造系統(tǒng)，在這種新概念制造系統(tǒng)中實現(xiàn)微小機器零件的加工、檢測和裝配。由微小型設(shè)備組成的制造微小型機器的系統(tǒng)稱為微型制造系統(tǒng)，其中技術(shù)難題包括微小型機器零件的加工、檢測和裝配等，關(guān)于這方面的研究工作主要集中在日本和美國。日本在這方面首先提出了微型桌面工廠的概念。 但是加工微機械零件不一定非要用微型加工機床，例如加工儀表零件機床的特點并不是其體積有多小，而是與普通機床相比精度較高。所以微機械零件的機械加工設(shè)備的最關(guān)鍵指標是機床的精度，況且一味地追求減小機床體積只能加大成本。超精密加工技術(shù)由于其加工精度高、切削力小等特點，特別適合進行微機械零件的加工，這也將為微機械零件的加工開辟了一條新的途徑。 |