針對小型非球面數控拋光技術的分析

摘 要：小型非球面零件一般用數控銑，或者數控加工中心，采用數控拋光技術等技術進行加工，往往就能達到非常好的效果，本文就小型非球面數控技術進行淺析。

關鍵詞：小型非球面；數控拋光技術；分析

小型非球面技術應用在最日常的一種用途就是眼鏡鏡片。部分高檔一點的眼鏡鏡片就是非球面的。相機鏡頭上有部分也是有非球面鏡片的，比如尼康的鏡頭當中如果型號里面帶有一個ED的話就是說包含非球面的鏡片。車床，磨床，CNC，電火花都可以加工的，只是各自保證的精度與表面光潔度有不一樣，其中數控車床是目前技術最好的一個拋光技術。

一、小型非球面

顧名思義，非球面它的表面弧度與普通球面不同，為了追求物件薄度就需要改變物件的曲面，而以往采用球面設計，使的像差和變形增大，結果出現明顯的影像不清，視界歪曲、視野狹小等不良現象。現在非球面的設計產生，端正了影像，解決視界歪曲變形等等問題，同時，使物件更輕、更薄、更平。而且，仍然保持優異的抗沖擊性能，較之球面技術更加能安全使用。

非球面反射鏡用二次方程：拋物面，雙曲面，橢球面，扁球面。優點是可以形成無像差點，也就是說焦點位置可以形成理想像，像只與非球面的加工精度有關。非球面透鏡一般用二次或高次方程，優點是一塊鏡子可以很好的修正像差，替代復雜的像差校正鏡組，簡化系統。非球面是將一個光學表面素線作了優化，使之整個光學表面上屈光度大致相同，即所謂全視域自然表面，像差大大的減少；由于對表面素線進行了優化，厚度自然就減少了。

傳統的球面物件周邊透過球面看物體有扭曲的現象，有很多限制。非球面設計將邊緣像差減到最低。非球面鏡片的基彎更平，重量更輕，能夠有效減少物件本身的變形。

非球面物件的表面弧度是非球面設計的，這種設計比起球面設計鏡片的優點是，經過特有的拋光處理的非球面更擁有完美的視覺表現，呈現更清晰，舒適的效果，更自然，減少變形。

較之傳統的球面技術，小型非球面更能適應現在的社會發展，非球面取代球面，這已經是一個必然替代球面的趨勢，它應用廣泛，主要體現在光學行業，非球面解決了很多成像扭曲的問題，提高了影響質量，在此之上更高級的有LD鏡片，DO鏡片，螢石鏡片等，其實初期連非球面鏡片都是非常昂貴的東西，為了精確加工非球面鏡，佳能最早建立起復雜精細的工序，鏡片先在高精度控制下進行表面特殊形狀打磨，然后進行更加細致的均勻拋光以防破壞非球面鏡片的形狀。

二、數控拋光技術

數控拋光技術是相對于手動拋光技術和自動拋光技術來說，更要升級的一種拋光技術，主要功能還是用于金屬產品或者光學產品表面拋光處理。

在數控拋光技術中影響光度的因素有幾個方面：數控機床自身的精密程度；再有數控機床的腳底的穩固，底座要找平，再用地腳螺絲和水泥，盡可能的使床身減小晃顫；車刀更是影響光度的直接因素，刀尖與工件的軸心位置關系，刀尖與工件軸心等高只是理論，實踐證明，高一點會更光潔和磨刀的技巧，卷屑槽的型位尺寸與進刀量的控制。出屑方向也是能夠控制的，控制不好也會產生對工件的損傷，切削線速度的控制，線速度和主軸轉速不是一個概念，它跟工件直徑和主軸轉速成正比。另外，是否光亮符合要求跟工件的材質和硬度也有關系。提高單一個體工作效率是，使產品批量化，減少勞動強度，縮短生產時間。電子設備和機械設備的結合，大大提高產品精確度。

三、小型非球面數控拋光技術分析

對于小型非球面這類型的產品，要求拋光程度極為精細，從而對數控拋光技術難度也增加。通過市場調查顯示，很多弧形表面的產品被要求達到很高的加工要求，還要達到一定的生產效率。這無論是手工、自動化機械很難達到要求。

在社會的發展潮流中，小型非球面產品的拋光程序必由數控拋光技術來實行。數控拋光雖然動用體力勞動較少，多為按鈕操作、上下料等，但仍需要人工來控制，所以需要有技術的操作員掌握高端的拋光技術才能達到拋光要求。

利用數控系統，取代人工進行復雜拋光工作的機器設備滿足拋光的光度，更有等離子拋光工藝及電化學加工技術，利用計算機控制高精度和自動控制的數控設備，運用科學技術來對小型非球面產品進行加工，是對令其達到精密程度的一個保障。數控拋光加工一定時候需要考慮零件或者模具因素，畢竟數控加工也可能產生刀花，有刀花就影響品質，可能產生缺陷。

CNC數控操作系統，這是數控拋光機的標志。目前自動拋光機主要采用的是 PCL 操作系統，而數控拋光機采用更加先進的CNC系統。系統預先設置工作臺行程，加工過程中機械按照設定行程運轉保障小型非球面的拋光效果。

數控拋光技術應用非常復雜，需要用到CAD把圖畫出來，算出坐標點后再編程。會用到尖刀+g73球面刀+宏程序。非球面鏡片的折射率是光線通過鏡片后偏著的程度，通常用來衡量鏡片薄厚的參數。通常來講同一個折射率的非球面要比球面的邊緣薄些。折射率系數越大的要比折射率系數小的薄。數控拋光在進行非球表面拋光的時候，要求是不能傷其表面，反復拋光，最后得到平整、有光澤的拋光表面。

小型非球面產品是有非常高的精密加工要求的，而數控拋光技術就是其一。數控機床的定位精度對零件加工影響很大，直接影響產品的精度，定位不準注定產品不能達標。機械設備和拋光輔料的干凈度、環境的溫度和濕度（特殊材質晶體）、輔料的選擇、配備的工具、機種的選擇、拋光機臺速度、拋光液的PH等等因素都會影響到其光度。

四、結語

在機械行業中數控車床、數控生產早在上個世紀就問世，然而數控拋光技術發展還很緩慢。隨著社會的沉淀發展，國家的經濟和行業都在進步，數控拋光技術在市場的需求越來越大，對其要求不斷提高。目前，在科學技術開始自動化普行的大環境下，越來越多的加工企業開始專注于自動化生產，研究提高精細化的小型非球面數控拋光技術分析是提高數控拋光技術的重要指標。

參考文獻：

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作者簡介：任曉君（1986-），中學二級，河南新鄉人。