为了提高国内大尺寸光学微结构薄膜的光学级模具制造水平,打破国外在辊筒模具超精密加工装备的垄断,完成了国内首台套大尺寸光学微结构辊筒模具超精密机床的设计、集成以及典型微结构工艺的研究工作.首先,根据辊筒模具表面微结构加工工艺的特点,分析了辊筒模具超精密机床的关键技术并完成了机床结构与运动控制系统设计.在机床系统集成后,完成了运动控制系统的调试.直线轴执行阶梯运动完成了直线轴运动分辨率的测试.其次,通过准直仪和激光干涉仪完成了机床关键轴系的直线度及定位精度的测试和补偿.最后,采用多步切削法切削实验,以降低毛刺高度为目标,完成了V槽阵列的加工工艺参数优化.经测试,该超精密加工机床的直线运动分辨可达到5 nm,直线轴的双向定位精度均优于1μm/1100 m m;采用多步切削法加工V槽阵列,最后一次切削深度建议在1~2μm,可以获得合格的V槽阵列.
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