Analýza vývoja a súčasného stavu pokročilej technológie optického spracovania2

Diamant sústruženie obrábací stroj je kľúčovou technológiou diamantu sústruženie procesu. Bez diamantového sústruženie obrábacie stroje, nie je možné realizovať novú technológiu diamantu sústruženie pre optické diely. Diamantové sústruženie obrábacie stroje sú vysoko presné obrábacie stroje. Presnosť vretena a posuvný pohyb obrábacích strojov je o niekoľko rádov vyššia ako u bežných obrábacích strojov. Ložiská vretena a posuvné lišty zvyčajne používajú vzduchové ložiská a hydraulické statické nosné konštrukcie. Relatívna poloha sa meria laserovým zariadením na meranie posuvu. Počas celého procesu spracovania obrobku sa laserový interferometer používa na meranie povrchovej chyby obrobku. Sústruh je vybavený spätnou väzbou zariadenia na kompenzáciu chýb pohybu. Hlavnými výrobcami diamantových sústruhov sú Moore Precision Machine Tool Corporation a Punaimo Precision Corporation v Spojených štátoch. Po vstupe do roku 1990, Toshiba Machinery Co, Ltd Japonska tiež začal vyrábať tento sústruh. Hlavné produkty vyrábané a predávané Moore Precision Machine Tool Company sú Moore M-18, -40 asférických strojov na spracovanie povrchu, Moore T-lôžkové obrábacie stroje, Moore optické stroje na spracovanie povrchu, Moore M-18 olejom zaliate asférické stroje na spracovanie povrchu atď. Hlavnými produktmi vyrábaných a predávaných spoločnosťou Punaimo Precision sú MSG-325, ASG-2500, Nanoform600, Ultra 2000 a iné diamantové sústruhy. Japonská spoločnosť Toshiba Machinery Company vyrába a predáva diamantové sústruhy ULG-100A(H).

Cena diamantových sústruhov je veľmi drahá a naďalej rastie. Vezmite si sústruh MSG325 ako príklad. Na začiatku 80-tych rokov bola cena za jednotku 300 000 až 400 000 USD. Začiatkom 90- tych rokov sa cena za jednotku zvýšila na takmer 1 milión USD. Táto cena nie je malou hospodárskou záťažou pre používateľov a je ťažké propagovať populárne aplikácie. Preto rôzne krajiny aktívne skúmajú a vyvíjajú nízkonákladové diamantové sústruženie obrábacích strojov. Nasledujúce zavádza niekoľko diamant sústruženie obrábacie stroje v súčasnosti podporuje.

(1) Mohr M-18 asférický stroj na spracovanie povrchu

Mohr M-18 asférický stroj na spracovanie povrchu je 3-osový počítač numerické ovládanie ultra-presné spracovanie systému, ktorý môže používať jednobodové diamantové nástroje pre sústruženie alebo brúsenie kotúča brúsenie, ktoré môžu spracovávať rôzne high-presné ploché, sférické a asférické optiky diely, a môže spracovávať plesne povrchy a ďalšie povrchy. Kombinácia brúsenia diamantových otáčacích a brúsnych kotúčov rozširuje spracovateľnosť obrábacích strojov. Napríklad, spracovanie presné formy môžu byť dokončené na diamantový sústruh, ako je tento. Po prvé, použite brúsny kotúč na stroj tvar povrchu s rovnakou toleranciou na základni formy, potom doska bezevanu niklu, a nakoniec použiť jednobodový diamantový nástroj otočiť bezevanový povrch niklu na dokončenie dokončenie formy. Spracovateľského stroja prijíma Allen-Bradley 7320, 8200 alebo General Electric Company 2000 počítačový číselný riadiaci systém, a riadenie polohy sústruhu prijíma Newlett-Packard 5501A laserový senzorový systém. Hlavnými ukazovateľmi technického výkonu obrábacích strojov Mohr M-18 sú:

Náhoda osi X je 410 mm; Náhoda osi Z je 230 mm; vzdialenosť od stredu vzduchového ložiska vretena k pracovnej ploche je 292 mm a vzdialenosť od rotujúcej pracovnej plochy je 178 mm; linearónnosť osi X a osi Z pri plnom zdvihu je 0,5 mm; Os X a vertikálnosť osi Z pri plnom ťahu je 1μrad; uhol deformácie osi X a osi Z pri plnom zdvihu je 0,5 μrads; presnosť polohovania osi X a osi Z na úplnom zdvihu je 1,5 mm; os X a os Z každý 25,4 mm zdvih Presnosť polohovania je 0,5 mm; uhlová odchýlka, keď sa os B otáča o 360°, je ±3μrads; presnosť čítania osi X a osi Z je 5 mm; presnosť čítania osi B je 1,3 μrads; axiálna chyba vretena je 0,05 mm, radiálna Chyba je 0,2 mrad; objem obrábacích strojov (výška\''dĺžka\''šírka) je 1778\''2032\''1800mm.

(2) Punaimo MSG-325 diamantový sústruh

Punaimo MSG-325 diamant sústruh je počítač číselne riadený dvojosový diamant sústruh. Obrábací stroj používa 6t žulovú základňu, ktorá je inštalovaná na vankúši so stlačeným vzduchom na izoláciu vibrácií a zníženie vibrácií na 2Hz. Na žulovej základni sú nainštalované snímky X aj Z. Tieto dve podložné sklíčka sú inštalované kolmo k sebe a vertikálna presnosť celého ťahu je v rozsahu 0,76 mm. Na podložnom sklíčku X je nainštalovaný vymeniteľný držiak nástroja a na podložnom sklíčku Z je nainštalované vzduchové ložiskové vreteno. Presná poloha pohybu oboch vozňov sa meria laserovým snímačovým systémom s presnosťou 0,025 mm.

Tento obrábací stroj môže spracovávať rôzne sférické a asférické šošovky, Fresnelové šošovky, zrkadlá, off-osi kužeľové sekcie zrkadlá, polyhedrálne zrkadlá, presné video šošovky a ďalšie optické časti pre infračervené a viditeľné aplikácie vlnovej dĺžky. Počas spracovania optických častí sa môže použiť laserový interferometer na meranie povrchových bezkontaktných meraní spracovaných častí. Hlavnými ukazovateľmi technického výkonu obrábacích strojov sú:

Hlavný hriadeľ obrábacieho stroja prijíma vzduchové ložisko. Pri meraní na prednom konci pri 1000 ot./min. je radiálny a axiálny výtok 0,1 mm; hnací motor je servomotor 1/3HP100-2400 ot./min.; vzduchové ložisko je prijaté Menovitá veľkosť šmykľavky X je 609\''762mm, maximálny zdvih je 304 mm, maximálna rýchlosť pohybu je 20cm/min, horizontálna chyba pohybu je 0,5 mm, vertikálna chyba pohybu je 1,27 mm a presný skrutkovací hnací motor je 1HP0~2500 ot./min. min. Maximálny zdvih snímky Z je 203 mm a ostatné indikátory výkonu sú rovnaké ako indikátory snímky X; priemer obrobku je 356 mm pre normálnu konštrukciu obrábacích strojov a 560 mm pre konštrukciu obrábacích strojov s veľkou clonou; maximálna hĺbka spracovania obrobku je 204 mm; Keď je priemer 150 mm, presnosť povrchu spracovaného obrobku môže dosiahnuť 1/2.

(3) Ultra presný asférický diamantový sústruh ULG-100A(H)

Tento obrábací stroj je produktom japonskej Toshiba Machinery Co, Ltd v roku 1990. Od júna 1992 vyrába dva stroje za mesiac a každý stroj má cenu 50 miliónov jenov. Vreteno obrábacích strojov má vysokú tuhosť a ultraprecízne aerostatické ložiská a numerické riadiace zariadenie obrábacích strojov má funkciu spätnej väzby. To môže spracovávať rôzne optické časti a kovové formy pre asférické šošovky kompresie lisovanie. Presnosť obrábania môže dosiahnuť 0,01 mm. Lisovanie kovových foriem použitie diamantových nástrojov a brúsnych kotúčov pre sústruženie a brúsenie, ktoré môžu dosiahnuť kvalitu zrkadla. Hlavnými ukazovateľmi technického výkonu obrábacích strojov sú:

Maximálny zdvih osi X (hriadeľ brúsneho kotúča) obrábacieho stroja je 150 mm; maximálny zdvih osi Z (hriadeľ obrobku) je 100 mm; maximálna rýchlosť hriadeľa brúsneho kotúča je 40000 otáčok/min; motor brúsneho kotúča je otáčky 1kW/40000/min; otáčky hriadeľa obrobku sú 20~1500 R/min; osový motor obrobku 0,25 kW/3000 ot/min; Axiálny axiálny a radiálny výtok brúsneho kotúča 0,05 mm; Axiálny axiálny a radiálny výtok obrobku 0,05 mm; čiara pohybu osi X 0,1 mm/150 mm; Os Z Linearónnosť pohybu je 0,1 mm/100 mm.