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          突破技術封鎖,為國產大口徑非球面光學元件加工貢獻力量

          發布時間:2018年08月21日 瀏覽次數:6082

          據“中國科普博覽”報道:2018年8月21日,由中科院長春光機所研制的4.03米大口徑碳化硅反射鏡成功通過驗收。這是公開報道的世界上最大口徑碳化硅單體反射鏡。這一成果標志中國光學系統制造能力躋身國際先進水平,為我國大口徑光電裝備跨越升級奠定了堅實基礎。


          突破技術封鎖

          (圖片來源:中國科普博覽)


          在光學系統中采用非球面光學元件,不僅可以降低系統的復雜程度,而且可以大幅度提高系統性能 ,在航空、航天遙感,天文觀測、深空探測和光電跟蹤儀器,光刻物鏡,光束等諸多光電領域具有廣泛的應用,尤其是大口徑非球面光學元件是軍用、民用高性能光學系統的核心元件。與傳統的球面光學元件相比,非球面光學元件具有很高的加工、檢測難度,而且大型非球面光學元件加工關鍵設備、關鍵技術國外對我國長期嚴格封鎖,這也是限制其廣泛應用的主要技術瓶頸。


          長春光機所通過十余年攻關,不僅解決了鏡坯制造、光學加工等技術難題,而且完成了4米反射鏡制造所需全套制造裝備的研發。其中4米量級反應燒結爐、FSGJ-4型非球面數控光學加工中心、4米量級大型磁控濺射鍍膜機三套核心裝備達到國內領先水平。


          而在 FSGJ-4型非球面數控光學加工中心的研發制造中,杭州機床集團子公司杭州杭機股份有限公司 作為國內最大的專業磨床制造廠商充分發揮技術特長,在百年技術沉淀中大膽創新,為FSGJ-4型非球面數控光學加工中心研制提供了工作主機。該主機由HZ-091光學元件數控成形磨床和HZ-092光學元件研磨拋光機床兩臺設備組成。


          HZ-092光學元件研磨拋光機床

          圖為HZ-092光學元件研磨拋光機床


          HZ-091光學元件數控成形磨床是專為4m級大型非球面光學元件成形磨削而設計制造的數控磨床,機床采用橫梁高架移動式結構布局,由雙床身架、橫梁及橫梁支座組成一個剛性框架結構,中間配置直徑4.5m的回轉工作臺。機床采用金剛石砂輪對4m級SiC光學元件進行成形磨削及精密磨削加工,能完成曲面、平面及內外圓柱面的磨削加工及定位孔的高精度磨削加工。


          HZ-092光學元件研磨拋光機床用于4m級大口徑非球面光學元件表面的研磨和拋光。機床結構形式采用固定龍門式、移動工作臺結構,配置采用靜壓主軸及靜壓導軌結構,由力矩電機驅動的4.5m直徑回轉工作臺。機床共有14軸,具備5軸聯動功能。4m光學元件固定于回轉工作臺上進行研磨拋光、測量反饋、再研磨拋光等工序反復迭代后達到實際使用要求。


          HZ-091光學元件數控成形磨床、HZ-092光學元件研磨拋光機床的成功研制和在大口徑非球面光學元件加工上的成功應用,不但打破了國外在技術上的壟斷和封鎖,而且緩解了國內軍工行業、軸承行業以及大型的齒輪制造行業等高精度加工設備對國外的依賴,為我國光學產業升級和高性能光電產品的開發提供了設備保障。杭州杭機股份有限公司生產的項目主機HZ-092光學元件研磨拋光機床被中國機床工具工業協會評選為2017年度“自主創新十佳”。


          2017年度“自主創新十佳”

          2017年度“自主創新十佳”

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