国外光学加工技术的发展现状

金刚石车床的价格十分昂贵，而且还不断提高。以MSG325型车床为例，在80年代初每台价为30～40万美元，而到了90年代初每台价已升高到将近100万美元。这个价格对用户来说是一个不小的经济负担，推广普及应用有一定难度。因此，目前各国正在积极研究开发低成本的金刚石车削机床。下面介绍几种目前正在推广应用的金刚石车削机床。

（1）莫尔M-18非球面加工机

莫尔M-18非球面加工机是一种3轴计算机数控超精密加工系统，可以使用单点金刚石刀具车削，也可以使用磨轮磨削，既能加工各种高精度平面、球面和非球面光学零件，又能加工模具表面和其它表面。金刚石车削和磨轮磨削相结合，扩大了机床的加工能力。例如加工精密模具，在一台这样的金刚石车床就能将其加工完成。首先使用磨轮在模具基体上加工出公差一致的面形，然后镀制无电镍，最后使用单点金刚石刀具，车削无电镍表面，完成模具的精加工。该加工机床采用了Allen-Bradley7320型、8200型或通用电器公司2000型计算机数控系统，车床的位置控制采用了Newlett-Packard5501A型激光传感器系统。

莫尔M-18机床的主要技术性能指标如下：

X轴行程410mm；Z轴行程230mm；空气轴承主轴中心到工作台面的距离为292mm，到旋转工作台面的距离为178mm；X轴和Z轴在全部行程上的直线性为0.5mm；X轴和Z轴在全部行程上的垂直度为1μrad；X轴Z轴在全部行程上的偏向角为0.5μrads；X轴Z轴全部行程上的定位精度1.5mm；X轴和Z轴每25.4mm行程的定位精度为0.5mm；B轴旋转360°时的角度偏差为±3μrads；X轴和Z轴的读数精度为5mm；B轴的读数精度为1.3μrads；主轴的轴向误差为0.05mm，径向误差为0.2mrad；机床的体积:高’’长’’宽1778’’2032’’1800mm。

（2）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。机床采用一个重6t的花岗岩底座，花岗岩底座装在压缩空气垫上用于隔离振动，使振动减小到2Hz。X和Z溜板都安装在花岗岩底座上，两个溜板相互垂直安装，在整个行程上的垂直精度在0.76mm以内。X溜板上装有一个可以互换的刀架，Z溜板上装有一个空气轴承主轴。两个溜板的运动的精确位置用一个激光传感器系统测定，精度为0.025mm。

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。

机床的主要技术性能指标如下：

机床的主轴采用空气轴承，在1000转/min时，在前端测量，其径向和轴向跳动均为0.1mm；驱动马达为1/3HP100～2400转/min直流伺伏服马达；采用空气轴承的X溜板的名义尺寸为609’’762mm，最大行程为304mm，最大移动速度20cm/min，水平方向运动误差0.5mm，垂直方向运动误差1.27mm，精密丝杠驱动马达1HP0～2500转/min；Z溜板最大行程203mm，其它性能指标均与X溜板的相同；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；加工工件的最大加工深度204mm；工件直径为150mm时，加工工件的面形精度可达l/2。

（3）ULG-100A（H）型超精密非球面金刚石车床

该机床是日本东芝机械公司90年代产品，从1992年6月开始，每月生产2台，每台机床售价5000万日元。机床主轴采用高刚性超精密空气静轴承，机床数控装置具有反馈功能。它可加工各种光学零件和非球面透镜模压成型用金属模具。加工精度可达0.01mm。模压成型金属模具利用金刚石刀具和磨轮进行车削和研磨加工，能达到镜面质量。

机床的主要技术性能指标如下：

机床的X轴（研磨轮轴）最大行程为150mm；Z轴（工件轴）最大行程为100mm；研磨轮轴最高转速为40000转/min；研磨轮马达1kW/40000转/min；工件轴转速20~1500转/min；工件轴马达0.25kW/3000转/min；研磨轮主轴轴向和径向跳动0.05mm；工件主轴轴向和径向跳动0.05mm；X轴移动直线性0.1mm/150mm；Z轴移动直线性0.1mm/100mm。