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微小非球面纳米级精度复合加工技术及装备
 [编辑项目介绍]
专业分组: 机械共性技术标准
年度: 2011年
奖项: 一等奖
单位名称: 湖南大学 嘉兴华嶺机电设备有限公司 湖大海捷工程技术研究有限公司
获 奖 者: 尹韶辉 伍 鹏 陈逢军 余剑武 盛晓敏 王 宇 胡 天 唐 昆 范玉峰 朱勇建
项目介绍: 本项目重点围绕我国在光电子信息产业对小口径超精密非球面产品的大批量、高效率生产的重大实际需求,围绕微小非球面光学模具加工过程中的关键科学问题和技术难题,从三个层面上展开研究:1)针对微小非球面光学模具加工过程中的关键科学问题和技术难题,提出了一套创新性的高效、超精密加工技术;2)根据所提出的技术和工艺,开发相应的工艺装置和数控加工软件;3)将相关技术、软件及装置集成,研制了达到国际先进水平的纳米级精度装备。
项目主要技术内容包括:
1)发明了集超精密磨削、车削及研磨于一体的复合加工技术,在一台超精密加工装备上实现了上述三种工艺的纳米复合加工,大大提高加工精度和加工效率。该功能的实现填补了国内外空白。2)该装备集成直线电机纳米级精度驱动进给系统、超精密空气主轴、超精密气浮导轨、超精密对刀系统、纳米级精度在位测量系统、纳米数控系统等,实现了纳米级精度的加工。3)发明了自带冷却机构的超精密无芯直线电机,实现了纳米级精度超精密直线电机进给驱动系统的自主制造;并在国内首次将超精密直线电机驱动应用到超精密加工装备,实现了加工装备各轴的纳米级精度驱动与控制。4)针对微小非球面超精密加工,发明了基于磁场辅助的磁性复合流体斜轴研磨工艺,获得纳米级的表面粗糙度;解决了小非球面自动化抛光的难题。5)发明了一种基于磁场控制微细砂轮的制造方法,研发出磨粒均布的小直径金刚石微粉砂轮,大大提高加工表面质量的均匀性。开发了新型喷嘴电解ELID修锐技术,解决了小直径砂轮ELID修锐时电极难以安装的难题。 
本项目通过研究,掌握了微小非球面模具的纳米磨削及抛光的核心技术,完成了具有自主知识产权的纳米级精度数控复合加工装备的研制。项目实现了示范应用,满足了光电通讯、光学、信息等产业中高精度微小非球面光学模具产业化的需求,提升了我国超精密加工技术与装备的创新和自主研发能力,对带动我国纳米加工技术的发展具有重要意义,同时也对促进相关行业和经济发展有较强的辐射作用。项目所开发的装备经湖南省机械产品质量监督检测总站检验,并经中国机械工业联合会鉴定,整体技术达到了国际先进水平。出版专著4本,发表高水平论文40余篇,其中SCI收录10篇,EI收录39篇,申请专利14项。研究成果在超精密加工装备、光学制造等领域得到广泛应用,创造经济效益2.4亿元,利税5465余万元。项目多项关键技术填补了国内空白。
 
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