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微小非球面納米級精度復合加工技術及裝備
 [編輯項目介紹]
專業分組: 機械共性技術標準
年度: 2011年
獎項: 一等獎
單位名稱: 湖南大學 嘉興華嶺機電設備有限公司 湖大海捷工程技術研究有限公司
獲 獎 者: 尹韶輝 伍 鵬 陳逢軍 余劍武 盛曉敏 王 宇 胡 天 唐 昆 范玉峰 朱勇建
項目介紹: 本項目重點圍繞我國在光電子信息產業對小口徑超精密非球面產品的大批量、高效率生產的重大實際需求,圍繞微小非球面光學模具加工過程中的關鍵科學問題和技術難題,從三個層面上展開研究:1)針對微小非球面光學模具加工過程中的關鍵科學問題和技術難題,提出了一套創新性的高效、超精密加工技術;2)根據所提出的技術和工藝,開發相應的工藝裝置和數控加工軟件;3)將相關技術、軟件及裝置集成,研制了達到國際先進水平的納米級精度裝備。
項目主要技術內容包括:
1)發明了集超精密磨削、車削及研磨于一體的復合加工技術,在一臺超精密加工裝備上實現了上述三種工藝的納米復合加工,大大提高加工精度和加工效率。該功能的實現填補了國內外空白。2)該裝備集成直線電機納米級精度驅動進給系統、超精密空氣主軸、超精密氣浮導軌、超精密對刀系統、納米級精度在位測量系統、納米數控系統等,實現了納米級精度的加工。3)發明了自帶冷卻機構的超精密無芯直線電機,實現了納米級精度超精密直線電機進給驅動系統的自主制造;并在國內首次將超精密直線電機驅動應用到超精密加工裝備,實現了加工裝備各軸的納米級精度驅動與控制。4)針對微小非球面超精密加工,發明了基于磁場輔助的磁性復合流體斜軸研磨工藝,獲得納米級的表面粗糙度;解決了小非球面自動化拋光的難題。5)發明了一種基于磁場控制微細砂輪的制造方法,研發出磨粒均布的小直徑金剛石微粉砂輪,大大提高加工表面質量的均勻性。開發了新型噴嘴電解ELID修銳技術,解決了小直徑砂輪ELID修銳時電極難以安裝的難題。 
本項目通過研究,掌握了微小非球面模具的納米磨削及拋光的核心技術,完成了具有自主知識產權的納米級精度數控復合加工裝備的研制。項目實現了示范應用,滿足了光電通訊、光學、信息等產業中高精度微小非球面光學模具產業化的需求,提升了我國超精密加工技術與裝備的創新和自主研發能力,對帶動我國納米加工技術的發展具有重要意義,同時也對促進相關行業和經濟發展有較強的輻射作用。項目所開發的裝備經湖南省機械產品質量監督檢測總站檢驗,并經中國機械工業聯合會鑒定,整體技術達到了國際先進水平。出版專著4本,發表高水平論文40余篇,其中SCI收錄10篇,EI收錄39篇,申請專利14項。研究成果在超精密加工裝備、光學制造等領域得到廣泛應用,創造經濟效益2.4億元,利稅5465余萬元。項目多項關鍵技術填補了國內空白。
 
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