一种新型非球面数控抛光方法的研究

介绍了一种新型的非球面抛光方法———进动抛光,这种方法有着其它方法所不具备的优点———抛光头与非球面很好的接触,因而使仿真结果与实际更接近。对进动抛光原理进行了详细的论述,用数学建模的方法计算了非球面抛光过程中的非球面度、去除函数及驻留函数,通过计算机模拟出了相应的特性曲线。     

气囊式工具抛光新技术

介绍了一种新型的光学加工技术———气囊式抛光。气囊为球形的柔性膜,外表面粘贴抛光模,内部充入低压气体。气囊具有可独立的控制变量:内部的压力、抛光接触区、进动运动、旋转速度。以IRP 200型为例,介绍气囊抛光的原理及其实用效果。研究和试验表明:气囊式抛光是一种实用、经济的高精度非球面抛光技术,有可能成为光学冷加工发展的一个主要方向。     

用环形拋光模抛光非球面

用维诺库尔分析过的环形抛光模改成一种非球面高速抛光模,对环形抛光模的数学模式作了进一步阐明,以探讨整个工件表面抛光的均匀性。叙述了环形抛光模的制造方法。讨论了磨削的非球面零件直接抛光的实验结果。     

环形抛光的生产工艺

在大口径超精密平面光学元件加工中，环形抛光（简称环抛）是一种重要的抛光技术。由于抛光的过程复杂，并受很多因素影响，环抛加工技术一直未能取得有效突破，也未能形成稳定的生产能力。文中用主动轮方法精确控制校正盘和元件转速，进行抛光胶配比实验及新抛光胶盘的制作、抛光胶盘开槽改进、新制胶盘面形快速收敛、区域环境的控制改进、改变抛光液pH值控制胶盘老化等，以提高环形抛光的效率。     

会议简讯三则

一种新型的抛光模材料——聚氨酯微孔塑料抛光模片的鉴定会于一九七七年元月在旭光仪器厂举行。聚氨酯微孔塑料抛光模片经过旭光仪器厂和五三所四年多的试制和生产使用,在中小球面、中等精度的高速抛光中效果很显著,已达到设计定型阶段。与会代表一致认为,用这种抛光模片制作的抛光模具有光圈稳定、抛光效率高及使用寿命长等优点,而且制模工艺简单,它为光学玻璃高速抛光实现定时定光圈打下了良好基础。     

控制力精密抛光装置的设计与实验研究

本文设计并研制了一套可控制抛光作用力的精密抛光装置,该装置具有抛光作用力微调功能及显示功能。用该装置对Ｚｅｒｏｄｕｒ陶瓷玻璃进行控制力抛光实验,稳定地获得了具有纳米级及亚纳米级表面粗糙度的超光滑表面,将该装置与机械化学抛光方法结合使用,可高效地加工出表面无损伤的超光滑基片。     

光学玻璃的新式抛光法

<正> 一、前言光学玻璃(照相机透镜、棱镜等)的精磨工序,目前基本上已不采用散粒磨料,而采用固着磨料即金刚石精磨片。从而显著缩短了加工时间并改善了工作环境。与此同时在最后的抛光工序中,也试图采用固着磨料。也就是说,试图把氧化铈、氧化锆等用树脂固着起来进行抛光,以代替原来所用的氧化铈、氧化锆等抛光液和泡沫聚氨酯、沥青等抛光模。这种利用固着磨料的新式抛光法,有助于将来实现透镜加工自动化。本文将介绍利用本公司研制的抛光圆片(商品名为Serpet,音译为砂别脱)进行玻璃抛光实验的一些结果。     

一种评价CCOS抛光工艺误差抑制能力的方法

结合光学加工中材料去除的卷积模型和功率谱密度函数,建立了描述CCOS抛光工艺抑制不同频段误差能力的数学模型——平滑谱函数.利用Rigid Conformal磨盘抛光620mm口径微晶平面玻璃,通过计算平滑谱函数曲线,将CCOS抛光工艺抑制不同频段误差的能力表示为归一化且无量纲的频谱曲线.计算结果表明平滑谱函数曲线能以数值大小评价CCOS抛光工艺对不同频率误差的抑制能力.     

基于双磨头的磁流变抛光机床与工艺研究

针对传统单磨头磁流变抛光技术的不足,提出了一种新的双磨头磁流变抛光方法,并研制了一台八轴数控双磨头磁流变抛光机,具备了大口径平面、非球面及连续位相板的超精密、高效率加工能力。分别研究了大、小磨头材料去除特性及面形修正能力,不仅获得了稳定、有效的大、小抛光斑,而且获得了超精的大、小平面工艺样件。50 mm小平面经小磨头一次连续抛光,在 45 mm内其面形精度PV由0.21 收敛至0.08 、RMS由0.053 收敛至0.015 ;430 mm430 mm大平面经大磨头3次迭代抛光,在410 mm410 mm内其面形精度PV由0.4 收敛至0.1 、RMS由0.068 收敛至0.013 。由此表明,所研制的双磨头磁流变抛光机床具有较好的材料去除特性和较强的面形修形能力。     

射流抛光多相紊流流场的数值模拟

 理论分析了射流抛光的紊动冲击射流特点,构建了射流抛光的垂直冲击射流模型和斜冲击射流模型。根据射流抛光冲击射流的特点,比较各种流体模型后,采用RNG k-e 模型应用于射流抛光模型的计算。利用计算流体力学理论的二阶迎风格式对抛光模型方程离散,用SIMPLEC数值计算方法对射流抛光过程的紊动冲击射流和离散相磨粒分布进行数值模拟,得到了射流抛光过程的连续流场和离散相磨粒与水溶液的耦合流场,同时计算出了抛光液射流在工件壁面上的压力、速度、紊动强度、剪切力分布和磨粒体积质量分布,分析了垂直射流抛光模型和斜冲击射流抛光模型紊流流场的特点。     

大口径平面光学元件超精密加工技术的研究

为了解决激光核聚变装置中大口径平面光学元件的批量制造难题,将先进制造技术和传统抛光技术相结合,提出了一种新的工艺方法,即使用ELID(在线电解)磨削代替传统的铣磨和初抛工序,以提高生产效率。利用数控抛光将工件抛光至最终的面形精度,以提高生产效率和减少边缘效应。将连续抛光作为最终加工工序,使加工工件的表面粗糙度和波纹度达到工程要求。实验证明这一新的工艺方法是可行的。     

液体喷射抛光时各工艺参数对材料去除量的影响

以实验为基础,研究了液体喷射抛光技术的各工艺参数,包括喷射角、工作压力、工作距离和作用时间等参量对工件材料去除的影响。获得了它们之间的关系曲线;得出了工件材料去除的规律;确定了液体喷射抛光时的最佳参数组合。为进一步研究液体喷射抛光时各工艺参数对工件表面粗糙度的影响奠定了基础。     

以稀土元素化合物为基础的抛光粉

<正> 常用的波里利特抛光粉,是以二氧化铈为主(约50%)的稀土元素氧化物晶粒粉末的混合物。采用共沉淀的稀土元素碳酸盐进行热分解而制得。已经确定,此种抛光粉颗粒的结晶结构越完全和其中二氧化铈含量越高,其抛光效率(按去除硅酸盐玻璃的速度来测定)就越高。游离状态的二氧化铈比含有镧、钕、镨氧化物的混合物有效,这是因为后者不具有抛光能力。因此,为了提高抛光粉的效率,必须从注意改进的生产工艺着手。大颗粒的、完善的结晶其微     

各种工艺因素对固着磨料抛光的影响

<正> 一、前言在光学加工技术中,一种全新的抛光方法——固着磨料抛光,已引起光学行业的普遍关注。其原因,是在于这种抛光方法,具有效率高、质量好、成本低和污染小等优点,特别是对中等尺寸、中等精度,批量生产的光学零件十分适合。为改变光学零件制造技术中落后的抛光工艺,提高经济效益,将起重要作用。固着磨料抛光是依赖于固着在抛光模中的磨料去完成抛光任务。在抛光的全过程中,抛光液中不需添加抛光粉,因而不同于传统的散粒磨料抛光方法。影响固着磨料抛光效果的工艺因素很多,诸如:机床参数、抛光模、玻璃材料、抛光液和加工时间等。因此,开展对以上各方面工作的研究,是必要和有意义的。这对合理选择各     

机器人气囊抛光去除函数稳定性分析

基于气囊抛光技术和工业机器人平台开发光学元件精密抛光系统,既能满足光学元件快速抛光环节的高效率和高精度的要求,又可以降低开发成本,是极具潜力的抛光设备开发方案。气囊抛光具有稳定的且确定的材料去除特性,通常要求抛光斑稳定性在90%左右。针对机器人气囊抛光系统在多步离散进动抛光过程中机器人末端刚度对气囊抛光稳定性的影响展开研究,通过建立机器人末端刚度矩阵,获得机器人末端变形;基于Preston理论,建立含变形误差的气囊抛光去除函数。最后设计4步离散定点抛光实验验证机器人气囊抛光系统稳定性。根据结果可知抛光斑在XY截面轮廓线上皆呈类高斯形状,且XY截面轮廓线基本一致,具有比较好的重合度;对比不同抛光位置的截面轮廓线,其相对误差小于5%,由此可验证机器人气囊抛光系统在离散进动抛光时具有较好的稳定性。     

精磨玻璃表面破坏层深度的测试方法

精磨玻璃表面的破坏层由凹凸层和裂纹层组成。凹凸层和裂纹层的空间特性,直接影响其后的抛光效率。测量破坏层深度,为选用适当的方法精磨和抛光,使加工工艺最优化,提供了依据。测量精磨玻璃表面破坏层深度可以用光束扫描探测法,也可以用抛光测试法和电子显微镜观测法等。光束扫描探测法适用于实验室,抛光测试法适用于车间,而电子显微镜法仅适用于科研单位和高等院校。     

平面和曲面光学零件气囊抛光材料去除的比较研究

气囊数控抛光是近年来一种新兴的先进光学制造技术,采用柔性的气囊作为抛光工具并以进动的方式进行加工。首先简要阐述了气囊抛光的抛光原理,然后针对平面和曲面光学零件,在自行研制的气囊抛光实验样机上进行了抛光实验。被抛光光学元件的材料去除是在抛光区内实现的。研究了进动角、气囊压缩量、气囊内部压力、气囊转速、抛光时间以及工件的曲率半径几种重要的工艺参数对平面工件和球面工件抛光接触区大小和形状影响情况的异同。在此基础上,总结了气囊抛光材料去除的影响规律。给出了几种重要工艺参数在平面工件和球面工件上取值范围。     

一种高效率小口径非球面数控抛光方法

自主设计研制的非球面数控抛光机采用气囊式抛光工具,可抛光100mm以下的非球面光学零件,针对口径35mm凹非球面透镜(顶点曲率半径R=-108.14mm的双曲面),研究了非球面的抛光工艺,并确定了相关工艺参数,抛光时间大约为20min,第二次次抛光后元件面形精度达到1.08μm,满足了该零件的使用要求。相对于现有设备美国Precitich公司的Microfinish 300型CNC非球面抛光机,该抛光设备实现了中等精度要求的小口径非球面元件的高效数控抛光。目前该抛光机已经成功地应用于某光学系统非球面零件的批量生产中。     

光学面形的轮带光学抛光方法研究

鉴于光学零件高陡度凹曲面的抛光是光学加工的一个难题,轮带光学确定性抛光方法是解决此类零件抛光的有效方法之一;提出轮带光学抛光技术的原理和方法。研究了轮带光学抛光方法修形的可行性,采用五轴精密数控机床系统对一块直径Ф80 mm的K9玻璃平面样镜进行了修形试验,经过3次迭代修形使其面形精度均方根误差(RMS)由初始的0109 λ提高到0028 λ,平均每次收敛率达到13。实验结果表明,应用轮带光学抛光技术进行光学镜面修形,面形收敛速度较快,加工精度较高。本实验验证了轮带光学抛光技术的修形能力,为高陡度光学零件的抛光提供了研究基础。     

光学面形的轮带光学抛光方法研究

鉴于光学零件高陡度凹曲面的抛光是光学加工的一个难题,轮带光学确定性抛光方法是解决此类零件抛光的有效方法之一;提出轮带光学抛光技术的原理和方法。研究了轮带光学抛光方法修形的可行性,采用五轴精密数控机床系统对一块直径Ф80 mm的K9玻璃平面样镜进行了修形试验,经过3次迭代修形使其面形精度均方根误差（RMS）由初始的0.109 提高到0.028 ,平均每次收敛率达到1.3。实验结果表明,应用轮带光学抛光技术进行光学镜面修形,面形收敛速度较快,加工精度较高。本实验验证了轮带光学抛光技术的修形能力,为高陡度光学零件的抛光提供了研究基础。