磁性抛光工艺技术研究及对自由曲面结构的加工应用
发布时间：2021-10-29 04:38
为适应高速发展且日益激烈的市场竞争,自由曲面结构在高技术领域产品开发中得到广泛的应用,对曲面表面精度和表面质量的要求也越来越高。抛光技术作为精密及超精密元件加工的最后一道工序,制约着工件的表面质量、精度及整个加工周期。对于自由曲面结构,目前化学机械抛光、数控小磨头抛光、气囊抛光等主流抛光技术存在抛光工具无法与自由曲面工件高度贴合、对设备性能要求高导致价格昂贵等问题。综合对比,磁性抛光技术因其抛光工具是柔性的磁性簇,能够与自由曲面工件表面完全吻合,加工工件表面质量好,而且对设备性能和精度要求不高,成本适宜,因此适用于对自由曲面结构的精密加工。本文立足于磁性抛光技术的基础性工艺规律研究,同时对微结构自由曲面应用展开实验研究。主要研究内容如下:（1）结合磁性抛光原理和试验加工要求,设计了磁性抛光工具结构;分析抛光体各组成成分在参与抛光过程中发挥的作用,采用高效的配方制备磁性抛光体;将课题组已有的4轴数控铣床与磁性抛光工具、磁性抛光体搭建成加工试验平台。（2）根据抛光工具加工运动方式计算出抛光区域任意点的速度模型,并通过实验测试的方法得到抛光区的径向压力分布模型,基于Preston方程建立特定...
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＦＳＧＪ－２加工中心??
?磁性抛光工艺技术研究及对自由曲面结构的加工应用???度达到ＲＭＳＸ／２０的９１０ｍｍ?ｆ／２抛物镜［１２］。长春光机所结合将自主研制的抛光盘??结合ＣＣＯＳ平转动运动方式［１３“４］，解决了应力盘仅能够加工圆形镜面工件的问??题，几乎能够加工所有形状的光学元件。中科院光电研究所实现了将应力盘抛光??技术应用于１．２５ｍ?ｆ／１．５的抛物面主镜的高精度加工，面形误差收敛至ＲＭＳ为??１９．６ｎｍ，ＰＶ?为?１４１ｎｍ［１５－１７］〇??
．ｍ?Ｌｏｎ－ｇｕｎ??ｍ??图１．３离子束加工原理图??长春光机所采用引进的ＩＢＦ－１５００离子束抛光设备（如图１．４所示）对大口??径非球面反射镜进行加工，抛光３０小时后面形误差从ＲＭＳ?５０．９ｎｍ降到ＲＭＳ??８．８ｎｍ；唐瓦等人修正了对离轴非球面离子束抛光的去除函数，进而对离轴非球??面工件抛光，面形ＲＭＳ收敛率达２．７７［１９＿２２］。国防科技大学廖文林等人利用原子??力显微镜研究了高斜率光学元件在ＩＢＦ过程中熔融石英表面的形貌演化机制，并??得出离子入射角主导着ＩＢＦ过程中的微观形态［２＞２５］。??■．丨：；??？９?｜ｉ．：??ｆ一’＾??图１．４?ＩＢＦ－１５００离子束抛光设备??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]多磨头数控抛光对大口径离轴抛物面镜中频误差的抑制[J]. 李智钢,鲍振军,朱衡,蔡红梅,周衡. 强激光与粒子束. 2018(06)
[2]自由曲面结构磁性抛光去除试验研究[J]. 林龙侨,王振忠,陈世平. 航空制造技术. 2017(12)
[3]利用功率谱密度评价离子束抛光光学元件表面粗糙度[J]. 岳巾英,王泰升,李素文. 光学技术. 2017(03)
[4]往复式动磁场磁流变抛光机理及抛光液制备[J]. 孙百万,黎胜权,王任胜,修世超. 机械设计与制造. 2016(07)
[5]微结构功能表面的应用及制造[J]. 杨辉,张彬,张利鹏. 航空精密制造技术. 2015(05)
[6]离子束抛光高陡度离轴非球面的去除函数修正[J]. 唐瓦,邓伟杰,李锐钢,郑立功,张学军. 光学精密工程. 2015(06)
[7]离子束抛光去除函数计算与抛光实验[J]. 唐瓦,邓伟杰,郑立功,张学军. 光学精密工程. 2015(01)
[8]基于双磨头的磁流变抛光机床与工艺研究[J]. 黄文,张云飞,郑永成,罗清,侯晶,袁志刚. 应用光学. 2014(03)
[9]确定性抛光非球面光学元件残余误差的评价方法[J]. 王春锦,王振忠,潘日,谢银辉,郭隐彪. 机械工程学报. 2014(09)
[10]球面光学零件气囊抛光工艺参数优化的研究[J]. 宋剑锋,姚英学,谢大纲. 光学技术. 2014(02)
博士论文
[1]空间复杂光学曲面离子束修形设备与工艺研究[D]. 尹小林.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2017
[2]能动磨盘动态面形检测研究[D]. 赵洪深.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2015
[3]小口径非球面斜轴磁流变抛光关键技术研究[D]. 徐志强.湖南大学 2015
[4]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
[5]磁流变抛光技术的研究[D]. 张峰.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2000
硕士论文
[1]基于五轴混联气囊抛光机的气囊抛光工艺研究[D]. 朱传睿.哈尔滨工业大学 2016
[2]基于数控加工大口径非球面主镜的均匀去除方法研究[D]. 张伟.中国科学院研究生院(光电技术研究所) 2016
[3]氧化铝/二氧化硅复合磨料的制备及其CMP性能研究[D]. 汪亚军.合肥工业大学 2016
[4]磁流变抛光的关键技术研究[D]. 尤伟伟.国防科学技术大学 2004
本文编号：3463979
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＦＳＧＪ－２加工中心??
?磁性抛光工艺技术研究及对自由曲面结构的加工应用???度达到ＲＭＳＸ／２０的９１０ｍｍ?ｆ／２抛物镜［１２］。长春光机所结合将自主研制的抛光盘??结合ＣＣＯＳ平转动运动方式［１３“４］，解决了应力盘仅能够加工圆形镜面工件的问??题，几乎能够加工所有形状的光学元件。中科院光电研究所实现了将应力盘抛光??技术应用于１．２５ｍ?ｆ／１．５的抛物面主镜的高精度加工，面形误差收敛至ＲＭＳ为??１９．６ｎｍ，ＰＶ?为?１４１ｎｍ［１５－１７］〇??
．ｍ?Ｌｏｎ－ｇｕｎ??ｍ??图１．３离子束加工原理图??长春光机所采用引进的ＩＢＦ－１５００离子束抛光设备（如图１．４所示）对大口??径非球面反射镜进行加工，抛光３０小时后面形误差从ＲＭＳ?５０．９ｎｍ降到ＲＭＳ??８．８ｎｍ；唐瓦等人修正了对离轴非球面离子束抛光的去除函数，进而对离轴非球??面工件抛光，面形ＲＭＳ收敛率达２．７７［１９＿２２］。国防科技大学廖文林等人利用原子??力显微镜研究了高斜率光学元件在ＩＢＦ过程中熔融石英表面的形貌演化机制，并??得出离子入射角主导着ＩＢＦ过程中的微观形态［２＞２５］。??■．丨：；??？９?｜ｉ．：??ｆ一’＾??图１．４?ＩＢＦ－１５００离子束抛光设备??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]多磨头数控抛光对大口径离轴抛物面镜中频误差的抑制[J]. 李智钢,鲍振军,朱衡,蔡红梅,周衡. 强激光与粒子束. 2018(06)
[2]自由曲面结构磁性抛光去除试验研究[J]. 林龙侨,王振忠,陈世平. 航空制造技术. 2017(12)
[3]利用功率谱密度评价离子束抛光光学元件表面粗糙度[J]. 岳巾英,王泰升,李素文. 光学技术. 2017(03)
[4]往复式动磁场磁流变抛光机理及抛光液制备[J]. 孙百万,黎胜权,王任胜,修世超. 机械设计与制造. 2016(07)
[5]微结构功能表面的应用及制造[J]. 杨辉,张彬,张利鹏. 航空精密制造技术. 2015(05)
[6]离子束抛光高陡度离轴非球面的去除函数修正[J]. 唐瓦,邓伟杰,李锐钢,郑立功,张学军. 光学精密工程. 2015(06)
[7]离子束抛光去除函数计算与抛光实验[J]. 唐瓦,邓伟杰,郑立功,张学军. 光学精密工程. 2015(01)
[8]基于双磨头的磁流变抛光机床与工艺研究[J]. 黄文,张云飞,郑永成,罗清,侯晶,袁志刚. 应用光学. 2014(03)
[9]确定性抛光非球面光学元件残余误差的评价方法[J]. 王春锦,王振忠,潘日,谢银辉,郭隐彪. 机械工程学报. 2014(09)
[10]球面光学零件气囊抛光工艺参数优化的研究[J]. 宋剑锋,姚英学,谢大纲. 光学技术. 2014(02)
博士论文
[1]空间复杂光学曲面离子束修形设备与工艺研究[D]. 尹小林.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2017
[2]能动磨盘动态面形检测研究[D]. 赵洪深.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2015
[3]小口径非球面斜轴磁流变抛光关键技术研究[D]. 徐志强.湖南大学 2015
[4]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
[5]磁流变抛光技术的研究[D]. 张峰.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2000
硕士论文
[1]基于五轴混联气囊抛光机的气囊抛光工艺研究[D]. 朱传睿.哈尔滨工业大学 2016
[2]基于数控加工大口径非球面主镜的均匀去除方法研究[D]. 张伟.中国科学院研究生院(光电技术研究所) 2016
[3]氧化铝/二氧化硅复合磨料的制备及其CMP性能研究[D]. 汪亚军.合肥工业大学 2016
[4]磁流变抛光的关键技术研究[D]. 尤伟伟.国防科学技术大学 2004
本文编号：3463979
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