王振忠 郭隐彪 李 洁 雷向阳 张东旭

1.厦门大学，厦门，361005 2.成都精密光学工程研究中心，成都，610041

0 引言

非球面一般是指轴对称非球面及非轴对称非球面，根据光学设计应用需求，在基本类型的基础上又衍生出几种广义的非球面，如离轴非球面、楔形非球面等［1－2］。在精密与超精密加工领域，数控金刚石切削及磨削方法、模压注塑成形方法、小磨头抛光方法及磁流变抛光方法等非球面加工方法，基本上解决了各种中小口径非球面镜的加工问题，并且相应加工设备的总体成套水平较高［3－5］。自20世纪90年代以来，在先进军事及空间光学系统、激光核聚变、大型天文望远镜工程等国家重大光学工程任务的需求牵引下，大口径非球面（口径400mm×400mm以上），尤其是大口径光学玻璃非球面的制造和检测技术得到了快速的发展。就技术发展趋势而言，高精度金刚石砂轮高效磨削技术、确定性抛光技术和与加工相配套的大尺寸高精度检测等技术是研究的重点。通过分析各类非球面方程类型，可知X、Y、Z三轴联动的超精密平面磨床通过直线或圆弧包络方法可以实现各类大口径非球面加工［6－7］，更加具有通用性。根据当前的设备水平，对于大口径光学元件，通常的加工工序为铣磨成形－粗磨－精磨－抛光－精修，该工序流程中加工精度逐渐提高，而材料去除率迅速降低，因此采用高精度平面磨床的粗磨、精磨的加工精度将制约工件的整个加工周期。

本文主要研究大尺寸光学零件的高精度平面磨削加工技术，涉及光学非球面的加工机床，以及加工控制、工具技术、面形检测等关键技术，最终建立各类非球面元件的磨削加工工艺系统，实现高精度、高效率、高自动化程度的加工。……