针对小型非球面数控抛光技术的分析

摘 要：小型非球面零件一般用数控铣，或者数控加工中心，采用数控抛光技术等技术进行加工，往往就能达到非常好的效果，本文就小型非球面数控技术进行浅析。

关键词：小型非球面；数控抛光技术；分析

小型非球面技术应用在最日常的一种用途就是眼镜镜片。部分高档一点的眼镜镜片就是非球面的。相机镜头上有部分也是有非球面镜片的，比如尼康的镜头当中如果型号里面带有一个ED的话就是说包含非球面的镜片。车床，磨床，CNC，电火花都可以加工的，只是各自保证的精度与表面光洁度有不一样，其中数控车床是目前技术最好的一个抛光技术。

一、小型非球面

顾名思义，非球面它的表面弧度与普通球面不同，为了追求物件薄度就需要改变物件的曲面，而以往采用球面设计，使的像差和变形增大，结果出现明显的影像不清，视界歪曲、视野狭小等不良现象。现在非球面的设计产生，端正了影像，解决视界歪曲变形等等问题，同时，使物件更轻、更薄、更平。而且，仍然保持优异的抗冲击性能，较之球面技术更加能安全使用。

非球面反射镜用二次方程：抛物面，双曲面，椭球面，扁球面。优点是可以形成无像差点，也就是说焦点位置可以形成理想像，像只与非球面的加工精度有关。非球面透镜一般用二次或高次方程，优点是一块镜子可以很好的修正像差，替代复杂的像差校正镜组，简化系统。非球面是将一个光学表面素线作了优化，使之整个光学表面上屈光度大致相同，即所谓全视域自然表面，像差大大的减少；由于对表面素线进行了优化，厚度自然就减少了。

传统的球面物件周边透过球面看物体有扭曲的现象，有很多限制。非球面设计将边缘像差减到最低。非球面镜片的基弯更平，重量更轻，能够有效减少物件本身的变形。

非球面物件的表面弧度是非球面设计的，这种设计比起球面设计镜片的优点是，经过特有的抛光处理的非球面更拥有完美的视觉表现，呈现更清晰，舒适的效果，更自然，减少变形。

較之传统的球面技术，小型非球面更能适应现在的社会发展，非球面取代球面，这已经是一个必然替代球面的趋势，它应用广泛，主要体现在光学行业，非球面解决了很多成像扭曲的问题，提高了影响质量，在此之上更高级的有LD镜片，DO镜片，萤石镜片等，其实初期连非球面镜片都是非常昂贵的东西，为了精确加工非球面镜，佳能最早建立起复杂精细的工序，镜片先在高精度控制下进行表面特殊形状打磨，然后进行更加细致的均匀抛光以防破坏非球面镜片的形状。

二、数控抛光技术

数控抛光技术是相对于手动抛光技术和自动抛光技术来说，更要升级的一种抛光技术，主要功能还是用于金属产品或者光学产品表面抛光处理。

在数控抛光技术中影响光度的因素有几个方面：数控机床自身的精密程度；再有数控机床的脚底的稳固，底座要找平，再用地脚螺丝和水泥，尽可能的使床身减小晃颤；车刀更是影响光度的直接因素，刀尖与工件的轴心位置关系，刀尖与工件轴心等高只是理论，实践证明，高一点会更光洁和磨刀的技巧，卷屑槽的型位尺寸与进刀量的控制。出屑方向也是能够控制的，控制不好也会产生对工件的损伤，切削线速度的控制，线速度和主轴转速不是一个概念，它跟工件直径和主轴转速成正比。另外，是否光亮符合要求跟工件的材质和硬度也有关系。提高单一个体工作效率是，使产品批量化，减少劳动强度，缩短生产时间。电子设备和机械设备的结合，大大提高产品精确度。

三、小型非球面数控抛光技术分析

对于小型非球面这类型的产品，要求抛光程度极为精细，从而对数控抛光技术难度也增加。通过市场调查显示，很多弧形表面的产品被要求达到很高的加工要求，还要达到一定的生产效率。这无论是手工、自动化机械很难达到要求。

在社会的发展潮流中，小型非球面产品的抛光程序必由数控抛光技术来实行。数控抛光虽然动用体力劳动较少，多为按钮操作、上下料等，但仍需要人工来控制，所以需要有技术的操作员掌握高端的抛光技术才能达到抛光要求。

利用数控系统，取代人工进行复杂抛光工作的机器设备满足抛光的光度，更有等离子抛光工艺及电化学加工技术，利用计算机控制高精度和自动控制的数控设备，运用科学技术来对小型非球面产品进行加工，是对令其达到精密程度的一个保障。数控抛光加工一定时候需要考虑零件或者模具因素，毕竟数控加工也可能产生刀花，有刀花就影响品质，可能产生缺陷。

CNC数控操作系统，这是数控抛光机的标志。目前自动抛光机主要采用的是 PCL 操作系统，而数控抛光机采用更加先进的CNC系统。系统预先设置工作台行程，加工过程中机械按照设定行程运转保障小型非球面的抛光效果。

数控抛光技术应用非常复杂，需要用到CAD把图画出来，算出坐标点后再编程。会用到尖刀+g73球面刀+宏程序。非球面镜片的折射率是光线通过镜片后偏着的程度，通常用来衡量镜片薄厚的参数。通常来讲同一个折射率的非球面要比球面的边缘薄些。折射率系数越大的要比折射率系数小的薄。数控抛光在进行非球表面抛光的时候，要求是不能伤其表面，反复抛光，最后得到平整、有光泽的抛光表面。

小型非球面产品是有非常高的精密加工要求的，而数控抛光技术就是其一。数控机床的定位精度对零件加工影响很大，直接影响产品的精度，定位不准注定产品不能达标。机械设备和抛光辅料的干净度、环境的温度和湿度（特殊材质晶体）、辅料的选择、配备的工具、机种的选择、抛光机台速度、抛光液的PH等等因素都会影响到其光度。

四、结语

在机械行业中数控车床、数控生产早在上个世纪就问世，然而数控抛光技术发展还很缓慢。随着社会的沉淀发展，国家的经济和行业都在进步，数控抛光技术在市场的需求越来越大，对其要求不断提高。目前，在科学技术开始自动化普行的大环境下，越来越多的加工企业开始专注于自动化生产，研究提高精细化的小型非球面数控抛光技术分析是提高数控抛光技术的重要指标。

参考文献：

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[3] 刘冬梅，郑爽，付秀华，贾宗合.高精度小口径非球面加工工艺研究[J].长春理工大学学报（自然科学版），2013（Z1）.

作者简介：任晓君（1986-），中学二级，河南新乡人。