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    突破技术封锁,为国产大口径非球面光学元件加工贡献力量

    发布时间:2018年08月21日 浏览次数:5230

    据“中国科普博览”报道:2018年8月21日,由中科院长春光机所研制的4.03米大口径碳化硅反射镜成功通过验收。这是公开报道的世界上最大口径碳化硅单体反射镜。这一成果标志中国光学系统制造能力跻身国际先进水平,为我国大口径光电装备跨越升级奠定了坚实基础。


    突破技术封锁

    (图片来源:中国科普博览)


    在光学系统中采用非球面光学元件,不仅可以降低系统的复杂程度,而且可以大幅度提高系统性能 ,在航空、航天遥感,天文观测、深空探测和光电跟踪仪器,光刻物镜,光束等诸多光电领域具有广泛的应用,尤其是大口径非球面光学元件是军用、民用高性能光学系统的核心元件。与传统的球面光学元件相比,非球面光学元件具有很高的加工、检测难度,而且大型非球面光学元件加工关键设备、关键技术国外对我国长期严格封锁,这也是限制其广泛应用的主要技术瓶颈。


    长春光机所通过十余年攻关,不仅解决了镜坯制造、光学加工等技术难题,而且完成了4米反射镜制造所需全套制造装备的研发。其中4米量级反应烧结炉、FSGJ-4型非球面数控光学加工中心、4米量级大型磁控溅射镀膜机三套核心装备达到国内领先水平。


    而在 FSGJ-4型非球面数控光学加工中心的研发制造中,杭州机床集团子公司杭州杭机股份有限公司 作为国内最大的专业磨床制造厂商充分发挥技术特长,在百年技术沉淀中大胆创新,为FSGJ-4型非球面数控光学加工中心研制提供了工作主机。该主机由HZ-091光学元件数控成形磨床和HZ-092光学元件研磨抛光机床两台设备组成。


    HZ-092光学元件研磨抛光机床

    图为HZ-092光学元件研磨抛光机床


    HZ-091光学元件数控成形磨床是专为4m级大型非球面光学元件成形磨削而设计制造的数控磨床,机床采用横梁高架移动式结构布局,由双床身架、横梁及横梁支座组成一个刚性框架结构,中间配置直径4.5m的回转工作台?;膊捎媒鸶帐奥侄?m级SiC光学元件进行成形磨削及精密磨削加工,能完成曲面、平面及内外圆柱面的磨削加工及定位孔的高精度磨削加工。


    HZ-092光学元件研磨抛光机床用于4m级大口径非球面光学元件表面的研磨和抛光?;步峁剐问讲捎霉潭攀?、移动工作台结构,配置采用静压主轴及静压导轨结构,由力矩电机驱动的4.5m直径回转工作台?;补灿?4轴,具备5轴联动功能。4m光学元件固定于回转工作台上进行研磨抛光、测量反馈、再研磨抛光等工序反复迭代后达到实际使用要求。


    HZ-091光学元件数控成形磨床、HZ-092光学元件研磨抛光机床的成功研制和在大口径非球面光学元件加工上的成功应用,不但打破了国外在技术上的垄断和封锁,而且缓解了国内军工行业、轴承行业以及大型的齿轮制造行业等高精度加工设备对国外的依赖,为我国光学产业升级和高性能光电产品的开发提供了设备保障。杭州杭机股份有限公司生产的项目主机HZ-092光学元件研磨抛光机床被中国机床工具工业协会评选为2017年度“自主创新十佳”。


    2017年度“自主创新十佳”

    2017年度“自主创新十佳”

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