学习情境3 非球面零件的加工 由于非球面在简化光电信息采集系统的结构和减小系统的尺寸和重量等方面有显著的作用,因此非球面系统在军用和民用光电仪器中得到越来越广泛的应用。目前,不论在武器火控、制导武器的导引头等军用系统还是在数码相机、光盘读写装置等民用系统中都已成功地应用了该技术。因此,非球面零件的制造技术在光学制造业中的重要性也越来越明显。 任务 3 -1 数控研磨抛光法 一、 任务导入 1 .了解二次非球面的光学性质吗? 2 .实际非球面的评价指标有哪些? 3 .能按照工艺流程选择研磨抛光法完成非球面零件的加工吗? (一)二次非球面的光学性质 1 .反射面 二次非球面的反射面,如图 3 -1 所示,是由平面曲线围绕连结其几何焦点的轴线旋转而成的。 这类表面具有很好的光学性质:若点光源置于几何焦点之一 F1 处,则被非球面反射的所有光线都严格交于第二焦点 F2 处。几何焦点 F1 和F2 是一对无像差点(齐明点),即光线以任何角度入射时在该反射面上都不产生像差。其中,应用最普遍的是凹抛物面镜(包括大型天文望远镜,在可见光以外的波段工作的物镜,探照灯反射镜等)、凹椭球面镜(包括聚光镜,反射式物镜和望远镜的二次反射镜等)、凹双曲面镜(卡塞格林系统中的反射镜),凸非球面镜的应用很少,主要是同凹反射镜配合使用,因此其外形尺寸较小。 这类表面的基本几何参数是:子午曲线顶点的曲率半径 R0 和偏心率 e决定了几何焦点相对于表面顶点的位置,如表 3 -1 所列。 ◆知识目标:掌握数控研磨法抛光法制造非球面的加工工艺 ◆能力目标:能根据图纸要求完成研磨抛光法制造非球面,并对非球面零件进行检验并填写质检报告 图3-1 二次非球面反射面 (a)凹椭球面;(b)凹椭球面;(C)扁椭球面;(d)凹双曲面; (e)凸双曲面;(F)凹抛物面;(g)凸抛物面。 表 3-1 二次非球面的几何焦点的参数 表面类型 e 的范围 O F1 O F2 F1F2 凸椭球面 01 01Re 01Re 0221Re 凸双曲面 e>1 01Re 01Re 凹抛物面 e=1 02ROF 凸抛物面 e=1 实际的二次曲线反射面物镜如图3-2 所示。均有两个无像差点以及相应的两个无像差的共轭距 l 和l ,在其中一个无像差点上放置一个点光源,在另一个点上就得到它的无像差的像。这一光学特性给加工二次...