大口径非球面铝反射镜三轴联动加工技术研究

为解决单点金刚石车削技术（single-point diamond turning,SPDT）应用于大口径大弦高非球面铝反射镜加工中遇到的车床导轨行程、工作台回转容积受限和加工质量较低的问题,针对φ682 mm口径、弦高220 mm的凹非球面铝反射镜加工,首先,提出基于SPDT的三轴联动加工方法,在两轴加工基础上加入旋转B轴进行协同加工,使得导轨行程和工作台回转容积能够满足加工需求。然后,设计专用笼状夹具,并通过有限元法研究支撑杆数量、杆径、上下连接板厚度参数对夹具-工件形变特征的影响,通过极差和方差分析研究不同因素对夹具-工件最大变形量影响的显著性,得到一组最佳夹具设计参数组合,即夹具支撑杆数量为24,杆径为22 mm,上下连接板厚度为25 mm。最后,将铝反射镜固定在优化后的笼状夹具上,通过三轴联动加工实现了对φ682 mm口径非球面铝反射镜的加工。对调刀件的检测结果表明:调刀件面形精度P_v值为0.6 μm,表面粗糙度R_a约为10.1 nm,可认为φ682 mm口径非球面铝反射镜的面形精度和表面粗糙度均达到使用要求。本研究能够为同类大口径大弦高非球面反射镜的加工提供一定的理论基础和加工工艺技术参考。     

多线切割晶体表面质量研究

多线切割机切割过程中受到砂浆、温度、线速度以及进给速度等方面的影响,对晶体的表面质量有一定的影响。从多方面进行分析研究,并提出改进工艺方案。     

EH36钢激光清洗参数优化与表面性能评估

针对船舶舱内复杂空间材料表面除锈需求,利用脉冲光纤激光清洗平台开展了EH36船用钢板激光清洗工艺参数优化与清洗后材料表面性能实验研究。通过宏观、微观形貌观测与表面化学成分分析,并结合船舶行业除锈标准规范,建立了船用钢激光除锈质量评价准则,以此确定了材料激光除锈最佳工艺参数。在此基础上开展激光除锈后材料表面质量、显微硬度、粗糙度及综合力学性能测试评估。研究结果表明：在最佳除锈工艺参数(平均功率210 W、重复频率250 kHz、脉冲宽度300 ns、扫描速度4 000 mm/s)下,船用钢板表面质量达到Sa2.5等级,力学性能基本保持不变,能够满足船舶舱内复杂空间材料表面除锈工艺要求,在船舶修造材料表面除锈领域具有优良的适用性。     

平面光学元件研磨抛光磨粒运动轨迹研究

为提高平面光学元件的加工质量和效率,理解元件与抛光盘之间的相对运动轨迹变化规律是获得良好表面质量的重要前提.根据“运动学原理”和“坐标变换”建立了磨粒运动轨迹模型,推导了磨粒轨迹长度公式.利用Matlab软件模拟计算了各参数下的磨粒轨迹长度和磨粒轨迹变化形态.研究表明:不同转速比对材料去除速率和表面质量影响显著;随着磨粒径向距离和偏心距的增大,磨粒轨迹长度增加,考虑到偏心距对工件表面质量的影响,偏心距不宜太大或太小;同一转速比下,不同的磨粒初始角度对磨粒轨迹形状没有影响,只会使其转过相应角度.     

红外微型多谱段集成滤光片产品质量考核方法

作为空间红外相机上的关键部件,微型集成滤光片得到越来越广泛的应用。由于制作工艺复杂,加上探测器内部工作条件极为苛刻,滤光片在使用中经常出现诸多问题。为了在地面阶段全面暴露滤光片质量缺陷并针对性解决这些问题,减少相机在轨工作风险,文章提出一套适用于空间红外相机的多谱段集成滤光片产品质量考核方法,涵盖产品外观检查、结构尺寸测试、面形检测、光谱性能测试、膜层质量检查,环境试验考核、力学试验考核等方面,旨在滤光片研制过程中能够全面、准确地考核集成滤光片产品质量,减少产品使用中的潜在风险。     

45钢表面激光熔覆316不锈钢涂层的工艺参数对熔覆层车削性能的影响

以液压立柱材料45钢为基体,316不锈钢粉末为熔覆材料,采用不同的工艺参数在基材表面进行激光熔覆试验,制备316不锈钢涂层;然后利用FANUC数控机床对不锈钢涂层进行车削加工,采用数字化测试技术对车削成形试样熔覆层的表面宏观形貌、切屑形态、表面粗糙度、圆柱度、洛氏硬度、显微组织等进行研究,综合分析45钢表面激光熔覆316不锈钢涂层的车削加工性能,优选出最佳的激光熔覆工艺参数.在激光功率为800 W、送粉速率为0.28 g/s、轴向进给速度为0.110 mm/s的最佳熔覆工艺参数下,熔覆层的表面宏观形貌和切屑形态最佳,车削后熔覆层的表面粗糙度最小,圆柱度最高,且熔覆层的硬度值可达到40.3 HRC,内部显微组织呈细化趋势.45钢表面激光熔覆316不锈钢涂层耦合车削加工技术为液压立柱材料45钢的高质量修复和再利用提供了重要的参考价值.     

熔覆产生的蓝紫光与熔覆表面质量关系的研究

为了揭示熔覆时产生的蓝紫光信号与熔覆表面质量的关系,采用UV-420对熔覆产生的蓝紫光信号强度进行实时检测,取得了不同扫描速率与激光功率条件下,蓝紫光信号的强度值。经实验研究与理论分析可得,蓝紫光强度相对稳定在1.7μW/cm2～2.5μW/cm2时,熔覆表面质量相对比较好;同时证明了熔覆时的等离子体主要来源于熔覆粉末的气化击穿。结果表明,蓝紫光信号强度的大小,在一定程度上能够反映熔覆表面质量的好坏,且能够为熔覆的闭环反馈控制提供具有参考价值的相关参量。     

0.22 THz折叠波导慢波结构微细WEDM加工技术

0.22 THz 折叠波导慢波结构具有尺寸小,刚度低,精确度与表面光洁度要求高,结构复杂的特点。若采用微数控铣削加工方式,加工产生的应力易造成零件变形。微细电火花线切割加工技术为无刚性电蚀加工,非常适合慢波结构的微细加工。本文从微能脉冲电源、微细电极丝、表面质量、表面残余应力等方面,介绍了0.22 THz 折叠波导慢波结构微电火花线切割加工技术,实践证明：采用微电火花线切割加工工艺加工出的0.22 THz 折叠波导慢波结构,经测试满足了设计要求。     

预处理对超纳米金刚石薄膜表面质量的影响

本文研究了金刚石粉手工研磨及超声波震荡两种预处理方法对硅片衬底及超纳米金刚石膜表面粗糙度和形貌的影响,利用表面轮廓仪、X射线衍射分析(XRD)、激光拉曼、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对衬底及超纳米金刚石膜进行表征.结果表明,由于衬底轮廓的遗传特性,手工研磨的硅片上沉积的超纳米金刚石膜表面粗糙度远高于超声震荡的硅片上沉积的超纳米金刚石膜.