设备工程论文精选范文：红外透镜双面定中心设备的研制

绪论

从上世纪70年代起，国外发达国家就开始采用精密金刚石车来加工大口径红外透镜。具有代表性的如美国普奈莫MSG-325型金刚石车床。普奈莫MSG-325型金刚石车床是计算机数控型双轴金刚石车床，该机床可以加工红外和可见光波段应用的各种球面和非球面透镜、菲涅耳透镜、反射镜、偏轴圆锥截面镜、多面体反射镜以及精密录像镜头等光学零件。在光学零件加工过程中，可采用激光干涉仪对加工件进行面形非接触测量。MSG-325加工工件的直径，正常机床结构的为356mm,大孔径机床结构的为560mm。但是，对于大口径光学元件，由于支撑及重力变形的影响也会带来误差[2]，零件的中心误差还需要解决，同时在数据处理上要釆取有效措施将这类误差从检测结果当中分离出去[25。在进行光学系统设计时，设计人员都是以理想光轴为基准轴，当某一个或几个光学表面的球心偏离此理想光轴时，该系统就存在中心误差影响成像质量。
透镜的中心偏差给光学系统带来慧差，像差和色差等，降低了光学系统的成像质量。磨边定中心就是为了保证光轴和确定的定位轴重合，并按照设计要求来进行磨边[']定心的方法很多，基本的方法是机械定心法和光学定心法，另外还有激光定心，光电定心等方法。

1.1.国外光学定中心磨边设备的发展简介
透镜定中心磨边，属传统光学冷加工工序，上世纪80年代，德国莱茨公司就采用了光学电视定中心磨边法,进入90年代,德国LOH公司生产出了激光对中心磨边机。从90年代末，随着现代光电技术的大发展，光学技术发达国家纷纷调整自身产业结构和产业发展方向，逐渐退出传统光学加工领域，向现代、高端光电产品的制造，研发集中，因此对于美国，德国，日本而言，传统定中心磨边设备的研发及生产已处于萎缩状态[”，取代它的是单点金刚石车削技术及计算机控制光学表面成型技术（CCOS),现CCOS设备已集洗磨成型，磨边，精磨抛光和检测于一体^，并不断得到完善和发展。

1.2国内光学定中心磨边设备的研究现状
现阶段，国内为保证中大口径红外透镜的中心误差所采取工艺路线一般有三种：一是等厚加工法；二是单面自准像定心磨边法；三是双面定心卧式磨边法。等厚加工法的工艺路线是先滚边，后抛光，整盘等厚加工来保证透镜中心误差。它的工作原理是应用了透镜中心偏差与透镜边缘等厚误差的关系。

1.3课题研究目的和意义
根据以上讨论，幵展中大口径红外透镜双面定中心技术的研究，研制一种立式红外透镜双面定中心磨边机，可以填补国内在该领域的空白，满足红外产业的生产需求，具有较高的工程应用价值。立式双面定中心设备的研制，有助于克服等厚加工法存在的工装成本高，测量次数多的缺点，也弥补了单面自准像光学定心加工法只能检测非粘接面反射像的不足。立式磨边机被加工零件采用水平安装，能有效解决卧式磨边机存在的问题，提高透镜定心精度和效率。
近年来，由于红外CCD焦面技术已经成熟，中大口径红外成像系统的应用愈来愈广，特别是在军事方面因此立式红外透镜双面定中心磨边机具有较好的市场推广和应用前里.主要的研究工作本课题主要研究以下五个方面的内容：
1.立式磨边机的主体结构设计研究内容是应用机械传动原理及人机工程学规划各功能部件的位置及相互运动关系，以实现设备的功能和满足使用要求
2.设备主轴的结构设计主轴系统作为核心执行元件是设备的关键,主轴结构设计的科学性及装配制造的合理性是影响主轴制造精度和可靠性的主要因素,主轴的结构影响到其它功能部件的的结构形式。
3.在立式结构下，满足中大口径红外透镜磨边要求的进给系统。研究工作主要是根据红外材料的特性，，结合磨边工艺，应用现有成熟技术设计出满足使用要求的进给系统
4.设计满足本课题要求的光学定心仪研究自准直定心仪的工作原理和结构特点，并根据本课题的实际情况，应用光学设计理论，设计出满足本课题要求的光学定心仪
5.设备装配调试及评价设备机械结构的装配技术和光学系统成像质是影响整个设备性能的关键，因此要研究和制定整个系统的评价方法。

1.5章节的安排
第一章论述了透镜中心误差的定义及其对光学系统成像的影响。研究了常用定心方法加工红外透镜的缺点和不足，提出了研制立式红外透镜双面定中心设备的目的和意义，以及相关技术在国内外的研究现状，并介绍了本课题的研究工作。第二章介绍了立式双面定中心设备的研制技术方案，并提出了设备的主体技术参数及精度要求。第三章介绍了双面定中心设备的总体设计方案及关键零部件的设计。第四章介绍了满足设备使用要求的光学定心仪的系统设计。第五章主要介绍系统的装配调试过程以及系统的评价。第六章是论文结论部分，总结了论文的研究工作及结论，并对以后的工作提出了展望。

2立式双面定中心磨边设备的设计技术方案.......................................9
2.1中大口径红外透镜中心偏差的技术要求..................................11
2.2立式双面定中心设备的设计方案 ..............................12