1. 引 言
O)aWTI ee}HQ.}Ja 如今我們不難發(fā)現(xiàn)，軍用武器系統(tǒng)中幾乎都裝備有各種各樣的光電傳感器件，而在這些光電傳感器件中，或多或少都采用了各種樣式的光學零件。從美國陸軍所作的一項調查報告的材料中我們知道，1980~1990年美國軍用激光和紅外熱成像產(chǎn)品所需要的各種光學零件就有114.77萬塊，其中球面光學零件為63.59萬塊，非球面光學零件為23.46萬塊，平面光學零件為18.1萬塊，多面體掃瞄鏡為9.62萬塊。拿M1坦克為例，其大約使用了90塊透鏡、30塊棱鏡以及各種反射鏡、窗口和激光元件。又如一具小小的AN/AVS-6飛行員夜視眼鏡就采用了9塊非球面光學零件和2塊球面光學零件。
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c FwjmC%iY 從70年代開始，以紅外熱成像和高能激光為代表的軍用光學技術迅速發(fā)展。軍用光學系統(tǒng)不但要求成像質量好，而且要求體積小、重量輕、結構簡單。這對光學加工行業(yè)是一個嚴峻考驗。為了跟上時代發(fā)展的步伐，設計和制作出質地優(yōu)良的光學成像系統(tǒng)，光學零件加工行業(yè)于70年代開展了大規(guī)模技術革命和創(chuàng)新活動，研究開發(fā)出許多新的光學零件加工方法，如非球面光學零件的加工法。近10多年來，新的光學零件加工技術得到進一步地推廣和普及。目前,國外較為普遍采用的光學零件加工技術主要有: 計算機數(shù)控單點金剛石車削技術、光學玻璃透鏡模壓成型技術、 光學塑料成型技術、 計算機數(shù)控研磨和拋光技術、 環(huán)氧樹脂復制技術、 電鑄成型技術……以及傳統(tǒng)的研磨拋光技術等。
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8ofKj: W ] 2.計算機數(shù)控單點金剛石車削技術
vG{lxPIj x 8/I"!gI 計算機數(shù)控單點金剛石車削技術，是由美國國防科研機構于60年代率先開發(fā)、80年代得以推廣應用的非球面光學零件加工技術。它是在超精密數(shù)控車床上，采用天然單晶金剛石刀具，在對機床和加工環(huán)境進行精確控制條件下，直接利用金剛石刀具單點車削加工出符合光學質量要求的非球面光學零件。該技術主要用于加工中小尺寸、中等批量的紅外晶體和金屬材料的光學零件，其特點是生產(chǎn)效率高、加工精度高、重復性好、適合批量生產(chǎn)、加工成本比傳統(tǒng)的加工技術明顯降低。采用該項金剛石車削技術加工出來的直徑120mm以下的光學零件,面形精度達l/2～1l，表面粗糙度的均方根值為0.02～0.06mm。
^vY[d]R _\ :~{Nf-y0`1 目前，采用金剛石車削技術可以加工的材料有：有色金屬、鍺、塑料、紅外光學晶體（碲鎘汞、銻化鎘、多晶硅、硫化鋅、硒化鋅、氯化納、氯化鉀、氯化鍶、氟化鎂、氟化鈣、鈮酸鋰、KDK晶體）無電鎳、鈹銅、鍺基硫族化合物玻璃等。上述材料均可直接達到光學表面質量要求。此技術還可加工玻璃、鈦、鎢等材料，但是目前還不能直接達到光學表面質量要求，需要進一部研磨拋光。
pBxyq"z Gp9:#L! 計算機數(shù)控單點金剛石車削技術除了可以用來直接加工球面、非球面光學零件外，還可以用來加工各種光學零件的成型模具和光學零件機體，例如加工玻璃模壓成型模具、復制模具、光學塑料注射成型模具和加工復制環(huán)氧樹脂光學零件用的機體等。該技術與離子束拋光技術相結合，可以加工高精度非球面光學零件；與鍍硬碳膜工藝和環(huán)氧樹脂復制技術相結合，可生產(chǎn)較為便宜的精密非球面反射鏡和透鏡。假若在金剛石車床上增加磨削附件或采用陶瓷刀具、安裝精密夾具和采用在－100°C低溫進行金剛石切削等措施，此項技術的應用范圍將可進一步擴大。目前,美國亞里桑那大學光學中心已經(jīng)使用該技術取代了傳統(tǒng)的手工加工工藝，但加工玻璃光學零件時，還不能直接磨削成符合質量要求的光學鏡面，仍然需要進行柔性拋光。
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