1、“.....内凹最深处为非球曲面磨削方案确定在光学玻璃陶瓷轴承等脆性材料的超精密磨削过程中，磨削系统对零件加工精度的影响很大，如磨头主轴的回转速度回转精度砂轮的形状及修整等因素对零件加工精度影响较大。此外，磨头中心高与工件中心高的微调对零件加工时的面型精度尺寸精度也有较大的影响。因此在研制非球曲面磨削系统时，我们应根据被加工零件的尺寸形状面型精度及表面粗糙度来确定它的设计方案。如图，对于该光学零件，其外凸曲面由于曲率半径较大，故而较容易加工。但是对于凹的较深的非球曲面，当曲面的最小曲率半径较小，其最小曲率半径，因此只能用半径的金钢石砂轮进行磨削加工，并且该零件凹面深度为，如果砂轮与工作台垂直放置，砂轮轴会与工件发生干涉，如图所示。因此本非球曲面磨削系统的砂轮轴拟采用倾斜放置方式，以便能磨削加工最小曲率半径较大的非球曲面零件时......”。

2、“.....砂轮轴倾斜放置砂轮轴垂直放置图凹非球曲面加工时砂轮的两种放置方式加工误差分析在确定了非球曲面磨削的方案之后，为了加工出高质量的零件，我们在研制非球曲面磨削系统之前，有必要对光学零件超精密磨削时的加工误差做较为详细的分析。图是超精密非球曲面磨削系统的结构件图，磨头主轴拟倾斜。该磨削系统主要分为五大部分空气主轴系统，位于纵溜板之上伺服进给系统，包括纵溜板的微进给驱动系统和横溜板微进给驱动系统微位移测量系统，主要用来进行向和向的微位移监测④中心高微调系统，主要用于微调磨头在向的高度，向微调精度的高低直接决定着被加工零件轮廓精度的大小数控系统，将控制纵溜板和横溜板的进给。数控系统在磨削加工非球曲面时，有数控系统控制纵溜板轴及横溜板,轴作相应的纵向和横向进给，即可实现非球曲面的超精密磨削加工......”。

3、“.....当砂轮的磨削点与工件的回转中心不在同水平面内时，就会出现图所示的两种情况。加工后会在工件表面出现个未磨削到的小圆锥，它将直接影响被加工零件的加工精度，这是由于磨削时中心高微调机构微位移精度不够而造成的。图为磨削时中心高微调误差即砂轮与工件的接触点低于工件回转中心的这种情况，此时小圆锥的磨削痕迹方向为顺时针方向。因此可根据工件磨削痕迹方向及残留面的大小来判断砂轮中心高的微调误差及其方向。从图中我们可以看出，由于中心高微调机构的精度不够而在被磨削工件表面残留个小圆锥，其小圆锥的直径为，高度为，很显然式中中心高微调误差，即微调精度砂轮与工件之间的夹角图砂轮在方向的位置误差图砂轮在方向中心高位置误差对零件加工精度的影响从公式及公式可以看出，由于中心高微误差......”。

4、“.....亦即方向是误差的敏感方向。设砂轮与工件之间的夹角为，要使得已加工零件的轮廓精度达到,在光学非球面的磨削过程中，由于零件的轮廓精度还受到数控插补算法机床导轨本身运动精度砂轮的安装及磨损等因素的影响。因此实际磨削时中心高微调机构的微调精度应达到。在轴上砂轮安装误差对零件加工精度的影响砂轮在安装时，如在轴方向与工件回转轴线有不重合误差，则此误差会对零件磨损加工后的形状精度产生较大的影响，如图所示。设磨削点处倾角为，则在此点处轴方向的误差值对于图所示曲率半径小于的内凹非球曲面零件，当砂轮在轴方向的安装误差有变化时，会对零件的形状误差产生较大的影响。从公式中可以看出，方面加工误差随绝对值的增大而增大另方面，当值固定时加工误差随值的增大而增大。当时，。从公式可算出，若零件的形状精度要求控制在范围内......”。

5、“.....这对于超精密非球曲面磨削系统的设计来说非常关键。图砂轮向误差对零件面形精度的影响砂轮半径误差对零件加工精度的影响在磨削加工过程中，当砂轮有半径所产生的轴方向上的误差可表示如下从图中可以看出，方面加工误差随砂轮半径误差绝对值的增大而增大另方面，当砂轮半径误差值固定，加工误差随角的增大而增大，当时，。由公式可知，对于最小曲率半径为的非球曲面，当工件与砂轮接触点的倾角达到最大值时，如果工件的面形精度要求控制在范围内，则必须控制在范围内。图砂轮误差对零件面形精度的影响及综合作用时对零件面形精度的影响之前已分析了中心高微调误差，砂轮在方向的安装位置误差及砂轮半径误差单独作用时对零件面形精度的影响，而实际加工时往往是几种误差同时对零件的面形精度产生影响，当砂轮的微调中心高满足所需微调精度要求时......”。

6、“.....则综合上面的分析可得由公式可知，对于最小曲率半径的内凹非球曲面来说当和综合作用对零件的面形精度产生影响时，如果和同时取正值，则值增大，零件加工后的面形精度会显著降低反之当和取相反值时，则变小，零件加工后的面形精度提高。在实际的磨削加工中应重视这理论分析的结果，以最大限度地提高零件的加工精度。下面给出该项综合误差在加工中进行补偿的种方法。图砂轮磨削轨迹示意图图所示为砂轮磨削时的轨迹示意图。在磨削加工时，数控系统控制工件在轴方向和砂轮在轴方向同时运动，从而得到所需的非球曲面轨迹。设砂轮的中心点轨迹坐标为砂轮与工件接触点的轨迹坐标为砂轮半径为，砂轮磨削点法线方向与轴夹角为，则有下式当数控系统生成砂轮轨迹之后，磨削系统进行初次磨削，磨削完毕后用高精度的检测设备对非球曲面的面形误差进行检测，然后补偿砂轮轨迹......”。

7、“.....如此重复，直到满足精度要求为止，其流程如图所示。生成砂轮轨迹初次磨削测量工件形状的偏移量补偿砂轮轨迹第二次磨削图磨削过程示意图第章非球曲面磨削装置设计超精密加工的关键技术超精密技术发展到今天，已不是孤立的加工方法和单纯的工艺问题，而成为包括广泛内容的系统调杆Ⅰ或Ⅱ采用的是螺旋千分尺，且对它原有的刻度再次进行了细分。螺旋千分尺每回转小格，斜楔在水平方向上将产生的微位移，在垂直方向上的微位移为由公式可得，正好满足我们磨削时需要达到的微调精度指标。微调杆Ⅰ，微调支撑板，斜楔，磨头支座，磨头，磨头夹紧盖，微调杆Ⅱ图中心高微调机构示意图对于已经设计制造出的中心高微调机构，要对其进行微位移标定，可以用电感测微仪进行标定，当微调杆或旋转个小格时，用测微仪测出该机构在垂直方向上的位移......”。

8、“.....微调杆旋转小格时，最大的微位移量是，并且在垂直方向有的调整范围，可实现磨削加工时的砂轮的中心高微调。砂轮主轴的选择由之前的计算可知，砂轮主轴的转速大于，普通的三相异步电动机为磨头的磨床砂轮主轴转速为,所以需要选用高速电主轴作为砂轮主轴。高速精密主轴是种直接依赖于高速轴承技术油气润滑技术精密制造与装配技术电机设计与制造高速驱动与精密数控等技术的高度机电体化的高科技产品。在高速精密主轴系统中，主要有高速电主轴，高速气浮主轴，高速磁力主轴，磁气空气混合主轴等。本砂轮主轴的高速主轴所采用的为高速气浮主轴。气浮主轴主要是采用空气静压轴承作主轴的支承，采用变频电机驱动。气浮轴承采用全支承结构与国内传统的设计相比，能成倍地提高轴系的承载和刚度。如图所示，工作时，来自管道经过精密过滤的压缩空气进入壳体的通道，再流入轴承的节流小孔。然后流经轴承与主轴之间的间隙，形成层压力气膜，将主轴浮起......”。

9、“.....通过改变电源的频率，使主轴以不同的速度旋转。轴系回转精度受构成其运动的部件的几何精度装配精度和润滑介质性质的影响。取决于其间的运动基准的数目基准和动体或定体间的间隙或干涉，接触机构的特性以及固有摩擦力的大小等因素。不同摩擦机理的轴系具有不同的精度水平，在精度比较上，空气静压轴系占有较大的优势。图气压静压滑动轴承原理示意图运动基准少，精度传递增益大空气静压主轴不像滚动轴系那样存在有内环外环，滚动体等多个运动基准，而其只有个基准件回转主轴因而避免了多个基准间的几何形状误差积累与干涉，具有良好的精度传递增益。均匀化效应强，系统精度高连续的空气介质膜分布在轴承的整个工作面上，气膜的均匀化效应有效地均化了基准件的形状误差，降低了表面租糙度波度，明显地消除了回转运动中的高频误差成份。因而，大幅度地提高了回转运动精度......”。