第8章-光学非球面零件的超精密加工课件.ppt

1、8.1.1 8.1.1 光学非球面零件的性能特点光学非球面零件的性能特点非球面光学零件是一种非常重要的光学零件，常用的有非球面光学零件是一种非常重要的光学零件，常用的有抛物面镜、双曲面镜、椭球面镜等。非球面光学零件可以抛物面镜、双曲面镜、椭球面镜等。非球面光学零件可以获得球面光学零件无可比拟的良好的成像质量，在光学系获得球面光学零件无可比拟的良好的成像质量，在光学系统中能够很好的矫正多种像差，改善成像质量，提高系统统中能够很好的矫正多种像差，改善成像质量，提高系统鉴别能力，它能以一个或几个非球面零件代替多个球面零鉴别能力，它能以一个或几个非球面零件代替多个球面零件，从而简化仪器结构，降低成本并

2、有效的减轻仪器重量。件，从而简化仪器结构，降低成本并有效的减轻仪器重量。非球面光学零件在军用和民用光电产品上的应用也很广非球面光学零件在军用和民用光电产品上的应用也很广泛，如在摄影镜头和取景器、电视摄像管、变焦镜头、电泛，如在摄影镜头和取景器、电视摄像管、变焦镜头、电影放影镜头、卫星红外望远镜、录像机镜头、录像和录音影放影镜头、卫星红外望远镜、录像机镜头、录像和录音光盘读出头、条形码读出头、光纤通信的光纤接头、医疗光盘读出头、条形码读出头、光纤通信的光纤接头、医疗仪器等中。仪器等中。8.1 8.1 概述概述（1 1）单点金刚石切削单点金刚石切削（2 2）弧形金刚石砂轮磨削加工弧形金刚石砂轮磨削

3、加工8.2 8.2 非球面零件超精密加工技术非球面零件超精密加工技术u国外非球面零件的超精密加工技术的现状国外非球面零件的超精密加工技术的现状 国外许多公司己将超精密车削、磨削、研磨国外许多公司己将超精密车削、磨削、研磨以及抛光加工集成为一体，并且研制出超精密复以及抛光加工集成为一体，并且研制出超精密复合加工系统，如合加工系统，如Rank PneumoRank Pneumo公司生产的公司生产的Nanoform300Nanoform300、Nanoform250Nanoform250、CUPECUPE研制的研制的 NanocentreNanocentre、日本的、日本的 AHN60AHN603D

4、3D、ULPULP一一100A(H)100A(H)都具有复合加工功能，这样可以便非球面零件的都具有复合加工功能，这样可以便非球面零件的加工更加灵活。加工更加灵活。u我国非球面零件超精密加工技术的现状我国非球面零件超精密加工技术的现状 我国从我国从8080年代初才开始超精密加工技术的研究，年代初才开始超精密加工技术的研究，比国外整整落后了比国外整整落后了2020年。近年来，该项工作开展较年。近年来，该项工作开展较好的单位有北京机床研究所、中国航空精密机械研好的单位有北京机床研究所、中国航空精密机械研究所、哈尔滨工业大学、中科院长春光机所应用光究所、哈尔滨工业大学、中科院长春光机所应用光学重点实验

5、室等。学重点实验室等。为更好的开展对此项超精密加工技术的研究，国为更好的开展对此项超精密加工技术的研究，国防科工委于防科工委于19951995年在中国航空精密机械研究所首先年在中国航空精密机械研究所首先建立了国内第一个从事超精密加工技术研究的重点建立了国内第一个从事超精密加工技术研究的重点实验室。实验室。“Nanosys-300”Nanosys-300”非球面曲面超精密复合加工系非球面曲面超精密复合加工系统统8.2.1 8.2.1 非球面零件超精密切削加工技术非球面零件超精密切削加工技术美国美国Union Carbide 1972Union Carbide 1972年年 R-R-非球面机床非球

6、面机床摩尔公司摩尔公司 1980 M1980 M18AG18AG非球面加工机床非球面加工机床 英国英国Rank Pneumo 1980Rank Pneumo 1980年年 MSG-325,MSG-325,随后随后ASG2500ASG2500、ASG2500TASG2500T、Nanoform300 Nanoform300；19901990年开发出年开发出 Nanoform600 Nanoform600 美国美国LODTMLODTM，(LLNL)(LLNL)实验室于实验室于19841984年研制年研制 英国英国 CranfieldCranfield大学精密工程研究所大学精密工程研究所(CUPE)

7、(CUPE)研制的大型超精研制的大型超精密金刚右镜面切削机床密金刚右镜面切削机床 日本日本 ，ULGULGl00A(H)l00A(H)不二越公司的不二越公司的 ASPASPL15L15、丰田工机的、丰田工机的 AHN10AHN10、AHN30AHN302525、AHN60AHN603D3D非球面加工机床等非球面加工机床等 硬脆材料的塑性域硬脆材料的塑性域超精密磨削加工超精密磨削加工实现塑性域超实现塑性域超精密磨削加工精密磨削加工的条件是：的条件是：砂轮单个磨粒的最大切削深度小于脆性材料砂轮单个磨粒的最大切削深度小于脆性材料的临界切削厚度。的临界切削厚度。HKHEacc2115.0压痕的临界深度

8、：压痕的临界深度：E-E-弹性模量弹性模量H-H-显微硬度显微硬度K K1c1c断裂韧性断裂韧性8.2.2 8.2.2 非球面零件超精密磨削加工技术非球面零件超精密磨削加工技术2/10max/4daCNvvapdswg砂轮单个磨粒的最大切削深度：砂轮单个磨粒的最大切削深度：wvmaxga单个磨粒的最大切削深度工件的进给速度pa砂轮速度dN砂轮动态有效磨刃数0d砂轮直径C磨削常数cgaamax微晶玻璃、单晶硅微晶玻璃、单晶硅等脆性材料才能进等脆性材料才能进行塑性域的超精密行塑性域的超精密磨削加工磨削加工在考虑其他磨削条件下，只有采用平均磨粒尺寸在考虑其他磨削条件下，只有采用平均磨粒尺寸低于低于2

9、0m20m（或平均磨粒尺寸的最大值不超过（或平均磨粒尺寸的最大值不超过25m25m）的金刚石砂轮才能获得塑性域的超精密磨）的金刚石砂轮才能获得塑性域的超精密磨削加工，从而消除表面的裂纹缺陷。削加工，从而消除表面的裂纹缺陷。要实现塑性域的超精密磨削加工，必须保证机床系要实现塑性域的超精密磨削加工，必须保证机床系统精度和工具与工件之间高的动态精度，具体条件为：统精度和工具与工件之间高的动态精度，具体条件为：u微细磨粒砂轮的高精密微细磨粒砂轮的高精密“修整修整”和和“修锐修锐”，以保证砂轮足，以保证砂轮足够锋利；够锋利；u高动态刚度的主轴，主轴的运动误差（径向和轴向）必须小高动态刚度的主轴，主轴的运

10、动误差（径向和轴向）必须小于于0.1m0.1m；u高动态刚度的导轨，运动误差（线性和回转）必须小于高动态刚度的导轨，运动误差（线性和回转）必须小于0.1m0.1m；u光滑、无噪声、高刚度伺服驱动控制成形切削运动。光滑、无噪声、高刚度伺服驱动控制成形切削运动。非球面零件超精磨削设备非球面零件超精磨削设备 英国英国 Rank Pneumo Nanoform250Rank Pneumo Nanoform250超精密加工系统超精密加工系统 CUPECUPE生产的生产的 NanocentreNanocentre非球面光学零件加工机床非球面光学零件加工机床 CUPECUPE还为美国柯达公司研究、设计和生产

11、了当今世还为美国柯达公司研究、设计和生产了当今世界上最大的超精密大型界上最大的超精密大型 CNCCNC光学零件磨床光学零件磨床“0AGM2500”0AGM2500”日本丰田工机研制的日本丰田工机研制的 AHN60AHN603D3D是一台是一台 CNCCNC三维截三维截形磨削和车削机床形磨削和车削机床 8.2.3 8.2.3 光学非球面零件的光学非球面零件的ELIDELID镜面磨削技术镜面磨削技术 In Process Dressing(ELID)In Process Dressing(ELID)的磨削法，实现了的磨削法，实现了对硬脆材料高品位镜面磨削和延性方式的磨削，现对硬脆材料高品位镜面磨削

12、和延性方式的磨削，现在该方法己成功的应用于球面、非球面透镜、模具在该方法己成功的应用于球面、非球面透镜、模具的超精密加工。的超精密加工。ELID ELID镜面磨削原理镜面磨削原理 ELIDELID磨削系统包括：金属结合剂超微细粒度超磨削系统包括：金属结合剂超微细粒度超硬磨料砂轮、电解修整电源、电解修整电极、电解硬磨料砂轮、电解修整电源、电解修整电极、电解液液(兼作磨削液兼作磨削液)、接电电刷和机床设备。磨削过程、接电电刷和机床设备。磨削过程中，砂轮通过接电电刷与电源的正极相接，安装在中，砂轮通过接电电刷与电源的正极相接，安装在机床上的修整电极与电源的负极相接，砂轮和电极机床上的修整电极与电源的

13、负极相接，砂轮和电极之间浇注电解液，这样，电源、砂轮、电极、砂轮之间浇注电解液，这样，电源、砂轮、电极、砂轮和电极之间的电解液形成一个完整的电化学系统。和电极之间的电解液形成一个完整的电化学系统。要求砂轮的结合剂有良好的导电性和电解性、结要求砂轮的结合剂有良好的导电性和电解性、结合剂元素的氢氧化物或氧化物不导电，且不溶于水，合剂元素的氢氧化物或氧化物不导电，且不溶于水，ELIDELID磨削使用的电源，可以采用电解加工的直流电源磨削使用的电源，可以采用电解加工的直流电源或采用各种波形的脉冲电源或直流基量脉冲电源。在或采用各种波形的脉冲电源或直流基量脉冲电源。在 ELIDELID磨削过程中，电解液

14、除作为磨削液外，还起着降磨削过程中，电解液除作为磨削液外，还起着降低磨削区温度和减少摩撩的作用，低磨削区温度和减少摩撩的作用，ELIDELID磨削一般采用磨削一般采用水溶性磨削液，全属基结合剂砂轮的机械强度高，通水溶性磨削液，全属基结合剂砂轮的机械强度高，通过设定合适的电解量，砂轮磨损小。同时能得到高的过设定合适的电解量，砂轮磨损小。同时能得到高的形状精度。应用这个原理，能实现从平面到非球面，形状精度。应用这个原理，能实现从平面到非球面，各种形状的光学元件的超精密镜面磨削。各种形状的光学元件的超精密镜面磨削。ELIDELID镜面磨削实验系统镜面磨削实验系统在在 Rank PneumoRank

15、Pneumo公司的公司的 ASGASG2500T2500T机床上，装上机床上，装上由砂轮、电源、电极、磨削液等组成大森整由砂轮、电源、电极、磨削液等组成大森整 ELIDELID系统毛坯粗成形加工时使用系统毛坯粗成形加工时使用400#400#、半精加工时使、半精加工时使用用1000#1000#或或2000#2000#、作镜面磨削时使用、作镜面磨削时使用4000#(4000#(平均平均粒径约为粒径约为4m)4m)或或8000#(8000#(平均粒径约为平均粒径约为2m)2m)的铸的铸铁结合剂金刚石砂轮，电解修锐电源铁结合剂金刚石砂轮，电解修锐电源(ELID(ELID电源电源)，使用的是直流高频脉冲

16、电压式专用电源，工作电使用的是直流高频脉冲电压式专用电源，工作电压为压为60V60V，电流为，电流为 lOAlOA。所用的磨削液，使用时要。所用的磨削液，使用时要求用纯水将水溶性磨削液求用纯水将水溶性磨削液 AFHAFHM M和和 CEMCEM稀释稀释5050倍。倍。ELID ELID镜面磨削实验方法和实验结果镜面磨削实验方法和实验结果作非球面加工时，通过安装在工件轴上的碗形砂作非球面加工时，通过安装在工件轴上的碗形砂轮轮(325#(325#铸铁结合剂金刚石砂轮为铸铁结合剂金刚石砂轮为3030W2mm)W2mm)进进行平砂轮的行平砂轮的R R成形修整，约成形修整，约10min10min的电解初

17、期修锐的电解初期修锐之后，经过之后，经过400#400#的粗磨和的粗磨和1000#1000#的半精加工，最后的半精加工，最后再用再用4000#4000#进行进行 ELIDELID镜面磨削，在超精密非球面镜面磨削，在超精密非球面加工机床上，借助加工机床上，借助 ELIDELID磨削技术，成功地加工出磨削技术，成功地加工出了光学玻璃了光学玻璃 BKBK7 7非球面透镜。面型精度达到优非球面透镜。面型精度达到优于于 o o2m2m，表面粗糙度达，表面粗糙度达Ra20nmRa20nm，而对于稍软，而对于稍软如如 LASFN30LASFN30和和GeGe等材料的非球面加工，同样能达等材料的非球面加工，同

18、样能达到面形精度优于到面形精度优于 O O2 2O O3m3m，表面粗糙度达，表面粗糙度达 Ra30nmRa30nm的良好镜面。的良好镜面。8.2.48.2.4非球面零件的超精密抛光非球面零件的超精密抛光(研磨研磨)技术技术 非球面零件超精密机械抛光技术非球面零件超精密机械抛光技术 日本日本CANONCANON公司研制出光学非球面元件超光滑抛公司研制出光学非球面元件超光滑抛光装置，交替反复地对工件形状进行测量和进行修光装置，交替反复地对工件形状进行测量和进行修正抛光，达到工件的设计精度要求。正抛光，达到工件的设计精度要求。采用的修正抛光法一边改变抛光头在工件表面上采用的修正抛光法一边改变抛光头

19、在工件表面上的滞留时间，一边进行扫描的修整抛光法。的滞留时间，一边进行扫描的修整抛光法。抛光头必须能够实现在任意方向上对工件表面进抛光头必须能够实现在任意方向上对工件表面进行加工，因而定位机构需要有六个自由度，即工作行加工，因而定位机构需要有六个自由度，即工作台的台的X X、Z Z、和和3 3个直线机构构成的摆动臂运动。用个直线机构构成的摆动臂运动。用计算机实时计算控制滞留时间和扫描速度，同时控计算机实时计算控制滞留时间和扫描速度，同时控制抛光头的位置。制抛光头的位置。光学非球面曲面的光学非球面曲面的EEM(Elastic Emission EEM(Elastic Emission Machi

20、ning)Machining)以弹性流体润滑流态使均匀悬浮于水中的微粒以弹性流体润滑流态使均匀悬浮于水中的微粒子加速作用于被加工表面，借粒子与加工表面之子加速作用于被加工表面，借粒子与加工表面之间的相互作用，来进行原子级加工余量的去除。间的相互作用，来进行原子级加工余量的去除。日本大阪大学工学部森勇芷教授等人利用日本大阪大学工学部森勇芷教授等人利用 EEMEEM开发了一种三轴开发了一种三轴(x(x、z z、C)C)数控光学表面范成装数控光学表面范成装置，利用该装置加工时，一边在工件表面上控制置，利用该装置加工时，一边在工件表面上控制聚胺脂球的滞留时间，一边用聚胺脂球扫描加工聚胺脂球的滞留时间，

21、一边用聚胺脂球扫描加工对象的物全领域，利用该装置能加工高精度的任对象的物全领域，利用该装置能加工高精度的任意曲面。意曲面。非球面零件的等离子体非球面零件的等离子体CVMCVM（Chemical Chemical Vaporization MachiningVaporization Machining）等离子等离子 CVMCVM法，这是一种利用法，这是一种利用原子化学反应原子化学反应，获得超精密，获得超精密表面的一种技术，其加工原理和等离子体刻蚀一样，在等离表面的一种技术，其加工原理和等离子体刻蚀一样，在等离子体中，被激活的游离基和工件表面原子起反应，将之变成子体中，被激活的游离基和工件表面原子

22、起反应，将之变成挥发性分子，并通过气体蒸发实现加工的，在高压力下所产挥发性分子，并通过气体蒸发实现加工的，在高压力下所产生的等离子体，能够生成密度非常高的游离基，所以这种加生的等离子体，能够生成密度非常高的游离基，所以这种加工方法能达到与机械加工方法相当的加工速度。工方法能达到与机械加工方法相当的加工速度。在高压力下，由于气体分子的平均自由行程极小，等离子在高压力下，由于气体分子的平均自由行程极小，等离子体局限在电极附近。所以可以通过电极扫描，加工出体局限在电极附近。所以可以通过电极扫描，加工出 O O01m01m精度的任意形状的零件，另外可以以精度的任意形状的零件，另外可以以50m50mmi

23、nmin的的速度加工单晶硅平面，加工工件的表面粗糙度可达速度加工单晶硅平面，加工工件的表面粗糙度可达0.1nm0.1nm。8.2.5 8.2.5 非球面零件复制技术非球面零件复制技术 复制技术，即塑料注射成形和玻璃的模压成形技术复制技术，即塑料注射成形和玻璃的模压成形技术，这种，这种技术能够制造一部分非球面透镜。技术能够制造一部分非球面透镜。塑料透镜注射成形塑料透镜注射成形是将熔化的树脂注入模具内，一边施加是将熔化的树脂注入模具内，一边施加压力，一边冷却固化的加工方法，这种方法能够进行廉价、压力，一边冷却固化的加工方法，这种方法能够进行廉价、大批量生产，但存在塑料自身的某些问题，如温度变化、吸

24、大批量生产，但存在塑料自身的某些问题，如温度变化、吸湿导致透镜折射率的变化。湿导致透镜折射率的变化。玻璃的模压成形玻璃的模压成形是代替切削、磨削、研磨加工透镜、棱镜是代替切削、磨削、研磨加工透镜、棱镜的最佳的小型零件大批量生产方法。的最佳的小型零件大批量生产方法。模压成形技术模压成形技术是将模具内的温度控制在冲压的玻璃转移温是将模具内的温度控制在冲压的玻璃转移温度以上，软化温度以下，在模具内，进入有流动性的玻璃，度以上，软化温度以下，在模具内，进入有流动性的玻璃，加压成形，并且保持这种状态加压成形，并且保持这种状态20s20s以上，直到成形了的玻璃以上，直到成形了的玻璃温度分布均匀化。将模具的

25、形状精度做到温度分布均匀化。将模具的形状精度做到0 01 m1 m，表面粗，表面粗糙度做到糙度做到0 001m01m以下，在上述条件下加压成形，能加工出以下，在上述条件下加压成形，能加工出和模具精度相近的零件。和模具精度相近的零件。8.3 8.3 光学非球面零件的检测技术光学非球面零件的检测技术8.3.1 8.3.1 光学非球面零件的形状精度光学非球面零件的形状精度 8.3.2 8.3.2 非球面的非接触测试仪非球面的非接触测试仪 非接触光干涉三维形状测试仪非接触光干涉三维形状测试仪 采用白色光源在半反射镜上分叉到测采用白色光源在半反射镜上分叉到测试表面和参照镜，再反射回来结合于试表面和参照镜

26、，再反射回来结合于半反射镜，当光路差相等时发生干涉。半反射镜，当光路差相等时发生干涉。白色光的干涉性较小，能够在很小的白色光的干涉性较小，能够在很小的范围内产生干涉条纹，因此，通过采范围内产生干涉条纹，因此，通过采集的光的干涉强度驱动干涉计的垂直集的光的干涉强度驱动干涉计的垂直光轴方向，使之能够调节到干涉条纹光轴方向，使之能够调节到干涉条纹的零位置。利用此原理，垂直移动参的零位置。利用此原理，垂直移动参照镜观察测试面上的照镜观察测试面上的CCDCCD各点的干涉条各点的干涉条纹，确定其等光路位置，然后在水平纹，确定其等光路位置，然后在水平方向的测试面上进行一定速度的扫描，方向的测试面上进行一定速

27、度的扫描，最终检测出非球面的高度数据。最终检测出非球面的高度数据。非接触激光三维形状测试仪非接触激光三维形状测试仪激光通过显微镜镜筒，从物镜的一端开始向光轴中心聚焦，再由工件反射后经物镜返回，在聚焦AF感应器聚焦成像。然后，通过移动物镜，使激光点最小且达到光轴心确定垂直方向的位置。此时，将聚焦点的XYZ坐标以线性形式输入到计算机中，获取非球面表面的三维形状数据。测试精度直接取决于工作台面向工件聚焦的移动精度。原子力探针测试仪原子力探针测试仪利用探针与物体的原子间范德瓦尔斯吸引力和静电力的作用接近测试表面，从而确定非球面表面的三维形状。8.4 8.4 大型非球面镜的研抛加工大型非球面镜的研抛加工

28、8.4.1 8.4.1 计算机控制光学表面成形技术计算机控制光学表面成形技术 计算机控制光学表面成形技术CCOS（Computer Controlled Optical Surfacing）,又称计算机控制小工具抛光技术，在大口径、高精度非球面的加工中地位重要。CCOS CCOS的形成原理的形成原理 以下列二次回转曲面加工为例2202)1(2xexry)(8223022yhryet234096eDA最接近球面的曲率半径和非球面表面各点的非球面度最接近球面的曲率半径和非球面表面各点的非球面度t非球面与最接近球面的最大偏离量非球面与最接近球面的最大偏离量 实际加工中，首先用研磨的方法得到最接近实际

29、加工中，首先用研磨的方法得到最接近球面，然后根据最大偏离量确定在哪个工序将这球面，然后根据最大偏离量确定在哪个工序将这个最接近球面修改成需要的非球面；个最接近球面修改成需要的非球面；p如果最大偏离量只有几微米，可以在最接近球面抛光结束如果最大偏离量只有几微米，可以在最接近球面抛光结束后进行修抛；后进行修抛；p最大偏离量在几十到几百微米时，可在细磨时进行；最大偏离量在几十到几百微米时，可在细磨时进行；p最大偏离量达到几毫米，需要在粗磨成形时就完成修改。最大偏离量达到几毫米，需要在粗磨成形时就完成修改。计算机控制小工具抛光技术是采用比被加工光学元件尺寸计算机控制小工具抛光技术是采用比被加工光学元件

30、尺寸小很多的柔性抛光工具，根据干涉仪等光学表面面形检测仪小很多的柔性抛光工具，根据干涉仪等光学表面面形检测仪器测得的面形数据，选择合适的抛光参数在计算机控制下按器测得的面形数据，选择合适的抛光参数在计算机控制下按照一定的路径加工工件表面，使其面形逐步收敛。照一定的路径加工工件表面，使其面形逐步收敛。实质目的是把高级光学加工者的加工技巧数字化、定量化，实质目的是把高级光学加工者的加工技巧数字化、定量化，由计算机驱动机床运动系统，从而控制抛光模对光学工件表由计算机驱动机床运动系统，从而控制抛光模对光学工件表面进行加工。面进行加工。CCOSCCOS的设计思路的设计思路一个反复迭代的闭环控制过程一个反

31、复迭代的闭环控制过程面形检测与预期面形比较选择抛光参数计算驻留时间函数和运动路径预算残余误差形成机床控制文件数控抛光一个周期tdtyxPyxvKyxz0),(),(),(光学镜面的任意一点的光学镜面的任意一点的材料去除量材料去除量首先，由高精度光学面形测量仪测量光学元件的面形误差，取得目前首先，由高精度光学面形测量仪测量光学元件的面形误差，取得目前光学表面的面形数据；光学表面的面形数据；将面形数据与预期的面形比较，得到本加工周期所需要达到的材料去将面形数据与预期的面形比较，得到本加工周期所需要达到的材料去除分布函数除分布函数zz；选择抛光函数，根据预期的材料去除量选择抛光函数，根据预期的材料去

32、除量zz计算驻留时间函数和最优化计算驻留时间函数和最优化的加工路径并通过计算机模拟最终抛光结果，如果模拟结果不符合要求，的加工路径并通过计算机模拟最终抛光结果，如果模拟结果不符合要求，则需要重新选择抛光参数，再一次进行计算机模拟；则需要重新选择抛光参数，再一次进行计算机模拟；重复重复，直到模拟的抛光结果符合要求时，将抛光模运动参数转化成机，直到模拟的抛光结果符合要求时，将抛光模运动参数转化成机床控制文件，并传送到机床数控系统；床控制文件，并传送到机床数控系统；机床数控系统读入并执行控制文件，驱动机床各运动机构按照一定参机床数控系统读入并执行控制文件，驱动机床各运动机构按照一定参数运行，实现本周

33、期内抛光模对工件表面的加工；数运行，实现本周期内抛光模对工件表面的加工；这一个加工周期完成后，再次用面形检测仪实时检测工件面形，为下这一个加工周期完成后，再次用面形检测仪实时检测工件面形，为下一个加工周期提供面形数据；如此周而复始，反复迭代，直到得到符合一个加工周期提供面形数据；如此周而复始，反复迭代，直到得到符合要求的光学表面。要求的光学表面。应力盘是采用大尺寸刚性盘作为基盘，在周边可变应力的作用下，盘的面形可以实时地变成所需要的面形。在抛光过程中，安装于应力盘上的驱动器根据计算机发出的变形盘相对镜面位置和方向指令，改变边缘力拒的大小，使应力盘始终与光学非球面镜表面匹配。8.4.2 8.4.

34、2 应力盘抛光技术应力盘抛光技术概述概述应力盘工作的基本原理应力盘工作的基本原理应力盘抛光机床应力盘抛光机床 无论应力盘系统本身有多么复杂，对于机床来说，它始终是一个在工件表面移动的“刀具”。机床控制系统必须为这个特殊的“刀具”提供可以移动到光学镜镜面上的任意位置的运动。机床采用数控系统，自动控制应力盘抛光模在工件表面上按照已有的加工程序进行抛光。机床各传动机构的设计应该尽可能减小机械摩擦、消除空回间隙和爬行；在每个运动方向设置限位开光，可以在发生电器故障或操作失误时自动关闭系统以防止损坏机床和工件。采用应力盘的大镜加工工艺与面形检测采用应力盘的大镜加工工艺与面形检测小型金刚石砂轮数控铣磨表面

35、成形 机械探针法测量 加工精度为5m rms。计算机控制应力盘加散粒磨料精磨 激光干涉仪 加工精度在0.5m rms。计算机控制应力盘抛光 激光干涉仪 加工精度达0.050.02m rms。8.4.3 8.4.3 离子束成形技术离子束成形技术 离子束成形技术是对模具研、抛技术的重大突破，是利用离子束直接轰击工件表面的惯量转换的方法、在原子量级上的溅射材料去除。离子束成形系统离子束成形系统真空系统：由两级机械泵和冷凝泵组成离子源位移系统：由5轴联动数控系统控制离子源系统：宽束准直氩离子源工艺建模与去除函数工艺建模与去除函数p建模条件材料的去除是线性的并正比于驻留时间在整个表面各处的溅射材料去除速

36、率一致离子束去除函数对时间恒定离子束去除函数对位置不敏感p3个基本量输入离子束去除函数期望的去除分布函数离子束扫描路径p输出驻留时间分布函数8.5 8.5 超精密非球曲面加工机床实例超精密非球曲面加工机床实例8.5.1 8.5.1 大型非球面加工机床的设计大型非球面加工机床的设计大型非球面零件加工精度要求分析大型非球面零件加工精度要求分析p加工尺寸及精度要求尺寸要求：非球面零件口径要求在3001000mm甚至更大精度要求：面形精度优于1/40 rms，表面粗糙度2nmp加工工艺分析粗磨（铣磨成形）精密研磨抛光机床总体设计机床总体设计p非球面加工机床的性能要求p机床设计原则精度先行和精度优先结构

37、上尽可能提高刚度机床总体方案p机床关键零部件的设计床身：天然花岗岩导轨及驱动装置：精密级直线滚动导轨、滚珠丝杠副、膜片式柔性联轴器位置反馈装置：贴片式光栅测量装置铣磨主轴装置：高速气浮主轴研磨抛光装置：双旋转运动方式8.5.2 8.5.2 超精密非球面加工机床超精密非球面加工机床Nanosystem300Nanosystem3008.6 8.6 超精密非球曲面加工技术的发展趋势超精密非球曲面加工技术的发展趋势p向大批量、小型化、高精度方向发展p向大型化发展p与有关学科交叉发展主题团日 14中文2班坚定信仰，做马克思主义无神论者什么是信仰？马克思主义信仰和宗教信仰的区别什么是马克思共产主义？汪雨

38、梦信仰自由与正确的宗教信仰活动 孙晓琼师生为什么不能信仰宗教？穆建聪人活世上，不可能没有信仰。人需不需要信仰？需要，因为只有信仰才能推动一个人不停的进步，但这种信仰，不应该是让人丧失理智的传统意义上的宗教。信仰，“信”指“信奉”，“仰”指“尊敬”。信仰就是我们信奉且尊敬的东西。百度：信仰指对某种主张、主义、宗教或对某人、某物的信奉和尊敬，并把它奉为自己的行为准则；信仰带有主观和情感体验色彩，特别体现在宗教信仰上，极致甚至会丧失理智。信仰是心灵的主观产物，宗教或政党起了催化剂的作用。没有宗教和政党，人同样可以拥有信仰。什么是信仰？马克思主义信仰和宗教信仰的区别恩格斯说：“一切宗教不过是支配着人们

39、日常生活的外部力量在人们头脑中的幻想的反映，在这种反映中，人间的力量采取了超人间的力量形式。宗教信仰是信仰中的一种，指信奉某种特定宗教的人群对其所信仰的神圣对象，由崇拜认同而产生的坚定不移的信念及全身心的皈依。马克思主义是由马克思、恩格斯创立的，并由其后的马克思主义者们集成、发展和创新的一系列理论总结和经验概括的总和，揭示了人类社会发展的基本矛盾和客观规律，其哲学基础是辩证唯物主义和历史唯物主义。马克思主义的最终理想：实现共产主义。1、世界观、认识论不同u马克思主义是彻底的唯物主义和无神论的；而神的 观念在宗教世界观中占据了核心的位置。u马克思主义认为人可以认识和掌握客观规律，并为 我所用；而

40、宗教认为世界和人类社会由神创造并主 宰，是不可知的。2、信仰对象不同u马克思主义信仰是现实的信仰 u宗教信仰是一种虚幻的信仰信仰方式不同u任何一种宗教均有固定的宗教活动场所、特殊的宗教经典、特殊的教义、特殊的清规戒律、特殊的信仰方式、特殊的信仰仪式，宗教信仰的仪式性的行为是由宗教规定的。u马克思主义信仰比任何信仰都更强调实际行动的意义。关于宗教信仰自由关于宗教信仰自由1、人的自觉意识是信仰自由的前提 信仰自由是指人们对自身信仰有明确的意识，不是强制的、盲目的，而是自觉地去选择适合于社会和自身的信仰。没有人自身信仰意识的成熟，不能使人真正获得信仰的自由。2.宗教信仰兼具个体性与社会性的特征 信仰

41、选择是公民的私人事情，但是公民选择了信仰之后的宗教实践，却并非私人的事情。社会主义时期的宗教问题具有“群众性、复杂性和国际性”。宗教信仰的这些特性，实际上已经超越了私人性或个体性，具有了丰富的社会性。不受任何约束的“宗教自由”是不正确和不可能的。离开法律来谈“宗教自由”是违背人民利益和不符合社会主义民主与法制要求的。3、正确理解宗教信仰自由 宗教信仰的“自由”是相对的，不是绝对的。只有在国家法律、法规和政策允许范围内的自由才是合法的，也才是真正自由的。任何社会组织和个人不得将自己的宗教信仰强加于他人。在宗教氛围浓厚的地方，特别要注意保护群众不信仰宗教的自由。结论1、信仰对人生具有重要意义2、宗教信仰是人类信仰的一种形式3、马克思主义信仰是现实的科学的信仰 4、不存在绝对的信仰自由5、坚持宗教与教育相分离、宗教不得干涉教育6、师生不能信仰宗教