     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備及工藝研究 非軸對稱光學曲面加工設備的研制(五軸CNC超精密加工中心)  非球面曲面超精密檢測技術研究 非球面檢測技術是光學非球面加工首先要解決的關鍵問題，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來說，其測量技術與國外相比落后更多。光學非球面檢測技術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)通常結構非常復雜。 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，所需經費十分可觀，所以自行研制非球面測量用的全息片已經成為當務之急。 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的研究 MEMS加工技術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技術誕生，形成了 MEMS加工的另一個體系。MEMS的加工技術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備的水平。目前微型機械零件的制造工藝最為成熟的技術就是光刻，許多經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)，其中技術難題包括微小型機器零件的加工、檢測和裝配等，關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備的最關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。 |