BK7光学平面玻璃环抛工艺实验研究
发布时间：2021-10-22 18:10
大口径光学平面玻璃元件是激光核聚变系统（ICF）的核心部件,为保证激光打靶的准确性和系统的安全性,人们对光学玻璃的加工精度有着严苛的要求。环形抛光具有良好的全频谱均匀去除能力、加工精度高和生产成本低等特点,使其成为大口径光学元件加工的首选方式,但是我国的环抛技术严重依赖操作者的经验,加工效率低下,究其原因是对抛光过程中工件材料去除的规律、抛光工艺参数对抛光面形的影响规律认识不够。本文基于环形抛光加工技术,研究了 BK7光学平面玻璃的材料去除量,进一步实验,建立了材料去除率数学模型,将其用于加工分析,优化环抛加工工艺,最终用于Φ300×28mm的大口径BK7光学玻璃的抛光加工,主要内容如下:1)在环形抛光机床上以抛光盘转速、抛光压强为实验变量,对BK7光学玻璃的材料去除量及抛光后的工件表面质量进行了研究。结果表明:工件材料去除量是和抛光速度、抛光压强成正比的;抛光压力的增大,工件表面容易出现划痕。2)在前面实验的基础上,进一步研究了 BK7光学玻璃的抛光材料去除率,提出了一种工件抛光表面高度绝对变化量的测量方法,并建立了基于Preston方程的BK7光学玻璃材料去除率数学模型。3)在主动...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１美国国家点火装置示意图［４］??同时也是世界上最大的光学系统，采用了?７３６０块大口径（０．５ｍ？ｌｍ）精密光学元??
浴发抛光是由Ｒａｌｐｈ?Ｗ．?Ｄｉｅｔｚ等人［１５’１６］在传统抛光方法的基础上开发的超光??滑表面抛光技术，他们使用这种抛光方法用氧化铁抛光粉加工熔融石英玻璃获得??了?ＲＭＳ０．３ｎｍ的超光滑表面。如图１．２所示，浴法抛光和传统的环形抛光方法在??原理和基本结构上较为相似，上表面刻有槽型的沥青盘整体置于用胶木或者塑料??制成的液槽里，液槽里面装有一定浓度的抛光液，在沥青盘没有旋转的时候，其??上表面位于抛光液面下面１０？１５ｍｍ的位置。当位于工作状态时，在揽拌器的作??用下，抛光液会均匀的在抛光盘的表面流动且会保持悬浮状态，工件在自转的同??时还在沥青抛光盘上水平摆动，这种复合运动方式使得工件被抛光面上各点与沥??青盘随机接触，因此可以实现较为均匀的材料去除，获得较好的表面平整度，而??且由于工件和抛光盘的接触面始终浸润在比热容较大的抛光液里，可以有效的抑??制热积聚效应
与小抛光盘ＣＣＯＳ抛光技术相比，ＭＲＦ还可以直接通过控制磁场来改变半固态研??抛膜的柔度，因此可以称之为可控柔体加工技术［２２］。??其工作原理如图１．３所示，喷嘴喷出的磁流变液依附在抛光盘上，通过抛光??盘的旋转将其导入工件与抛光盘之间形成的微小间隙的抛光区域中，位于抛光盘??下方的永磁体在抛光区域形成高梯度分布的磁场，磁流变液在磁场的作用下，会??立即发生流变效应而变硬、粘度增大，磁性颗粒沿着磁场强度的方向呈链形排布，??形成具有一定弧度的微凸起带，而混杂在其中不具备磁性的抛光粉颗粒，会在磁??性颗粒的挤压下而往磁场强度低的地方上浮，依附在磁性颗粒形成的凸起带的上??表面，构成了一个的“柔性抛光膜”，当“柔性抛光膜”在抛光盘的带动下经过工??件与抛光盘形成的微小间隙时，会对工件表面形成强大的剪切力，对工件表面材??料进行微量去除
【参考文献】：
期刊论文
[1]大口径反射元件环形抛光工艺[J]. 谢磊,马平,刘义彬,游云峰,鄢定尧. 强激光与粒子束. 2012(07)
[2]美国军用规范MIL-PRF-13830B表面疵病要求详解[J]. 王丽荣. 硅谷. 2012(04)
[3]大型环抛面形实时监测与控制[J]. 欧光亮,杨李茗,王琳,何曼泽,刘义彬. 强激光与粒子束. 2012(02)
[4]神光Ⅲ主机装置编组站稳定性设计[J]. 王美聪,陈刚,黄湛,陈晓娟,吴文凯,王军,朱明智. 光学精密工程. 2011(11)
[5]基于神经网络的抛光应力盘智能控制器[J]. 冯永涛,陈民铀,杨力,万勇建,范斌. 微计算机信息. 2010(34)
[6]神光-Ⅲ原型装置用速度干涉仪的光学系统设计[J]. 闫亚东,张法全,何俊华,齐文博. 光学精密工程. 2010(11)
[7]光学镜面磁流变确定性修形的实现[J]. 戴一帆,石峰,彭小强,宋辞. 光学学报. 2010(01)
[8]磁流变斜轴抛光及其路径控制[J]. 唐恒宁,尹韶辉,陈逢军,范玉峰,朱勇建. 制造技术与机床. 2009(11)
[9]磁流变光整加工材料去除的二维建模[J]. 陈逢军,尹韶辉,朱科军,大森整,朱勇建,范玉峰. 中国机械工程. 2009(14)
[10]大型精密镜架地面随机微振动响应分析[J]. 冯斌,周忆,张军伟,彭万彬. 光学精密工程. 2007(03)
博士论文
[1]能动磨盘加工大口径非球面关键技术研究[D]. 刘海涛.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2014
[2]模具自由曲面气囊抛光机理及工艺研究[D]. 金明生.浙江工业大学 2009
[3]SiC光学材料超精密研抛关键技术研究[D]. 王贵林.中国人民解放军国防科学技术大学 2002
本文编号：3451615
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１美国国家点火装置示意图［４］??同时也是世界上最大的光学系统，采用了?７３６０块大口径（０．５ｍ？ｌｍ）精密光学元??
浴发抛光是由Ｒａｌｐｈ?Ｗ．?Ｄｉｅｔｚ等人［１５’１６］在传统抛光方法的基础上开发的超光??滑表面抛光技术，他们使用这种抛光方法用氧化铁抛光粉加工熔融石英玻璃获得??了?ＲＭＳ０．３ｎｍ的超光滑表面。如图１．２所示，浴法抛光和传统的环形抛光方法在??原理和基本结构上较为相似，上表面刻有槽型的沥青盘整体置于用胶木或者塑料??制成的液槽里，液槽里面装有一定浓度的抛光液，在沥青盘没有旋转的时候，其??上表面位于抛光液面下面１０？１５ｍｍ的位置。当位于工作状态时，在揽拌器的作??用下，抛光液会均匀的在抛光盘的表面流动且会保持悬浮状态，工件在自转的同??时还在沥青抛光盘上水平摆动，这种复合运动方式使得工件被抛光面上各点与沥??青盘随机接触，因此可以实现较为均匀的材料去除，获得较好的表面平整度，而??且由于工件和抛光盘的接触面始终浸润在比热容较大的抛光液里，可以有效的抑??制热积聚效应
与小抛光盘ＣＣＯＳ抛光技术相比，ＭＲＦ还可以直接通过控制磁场来改变半固态研??抛膜的柔度，因此可以称之为可控柔体加工技术［２２］。??其工作原理如图１．３所示，喷嘴喷出的磁流变液依附在抛光盘上，通过抛光??盘的旋转将其导入工件与抛光盘之间形成的微小间隙的抛光区域中，位于抛光盘??下方的永磁体在抛光区域形成高梯度分布的磁场，磁流变液在磁场的作用下，会??立即发生流变效应而变硬、粘度增大，磁性颗粒沿着磁场强度的方向呈链形排布，??形成具有一定弧度的微凸起带，而混杂在其中不具备磁性的抛光粉颗粒，会在磁??性颗粒的挤压下而往磁场强度低的地方上浮，依附在磁性颗粒形成的凸起带的上??表面，构成了一个的“柔性抛光膜”，当“柔性抛光膜”在抛光盘的带动下经过工??件与抛光盘形成的微小间隙时，会对工件表面形成强大的剪切力，对工件表面材??料进行微量去除
【参考文献】：
期刊论文
[1]大口径反射元件环形抛光工艺[J]. 谢磊,马平,刘义彬,游云峰,鄢定尧. 强激光与粒子束. 2012(07)
[2]美国军用规范MIL-PRF-13830B表面疵病要求详解[J]. 王丽荣. 硅谷. 2012(04)
[3]大型环抛面形实时监测与控制[J]. 欧光亮,杨李茗,王琳,何曼泽,刘义彬. 强激光与粒子束. 2012(02)
[4]神光Ⅲ主机装置编组站稳定性设计[J]. 王美聪,陈刚,黄湛,陈晓娟,吴文凯,王军,朱明智. 光学精密工程. 2011(11)
[5]基于神经网络的抛光应力盘智能控制器[J]. 冯永涛,陈民铀,杨力,万勇建,范斌. 微计算机信息. 2010(34)
[6]神光-Ⅲ原型装置用速度干涉仪的光学系统设计[J]. 闫亚东,张法全,何俊华,齐文博. 光学精密工程. 2010(11)
[7]光学镜面磁流变确定性修形的实现[J]. 戴一帆,石峰,彭小强,宋辞. 光学学报. 2010(01)
[8]磁流变斜轴抛光及其路径控制[J]. 唐恒宁,尹韶辉,陈逢军,范玉峰,朱勇建. 制造技术与机床. 2009(11)
[9]磁流变光整加工材料去除的二维建模[J]. 陈逢军,尹韶辉,朱科军,大森整,朱勇建,范玉峰. 中国机械工程. 2009(14)
[10]大型精密镜架地面随机微振动响应分析[J]. 冯斌,周忆,张军伟,彭万彬. 光学精密工程. 2007(03)
博士论文
[1]能动磨盘加工大口径非球面关键技术研究[D]. 刘海涛.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2014
[2]模具自由曲面气囊抛光机理及工艺研究[D]. 金明生.浙江工业大学 2009
[3]SiC光学材料超精密研抛关键技术研究[D]. 王贵林.中国人民解放军国防科学技术大学 2002
本文编号：3451615
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