直线摆动方式磁流变平整加工工艺研究

发布时间：2017-07-21 02:14

  本文关键词：直线摆动方式磁流变平整加工工艺研究

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【摘要】：随着光学技术的发展,具有超光滑表面的平面光学元件应用越来越广,传统抛光技术大多存在效率低,加工质量难以控制,难以满足大批量、低成本、高质量的生产需求。磁流变抛光以其独特的加工原理,在光学玻璃加工领域发展迅速。传统轮式磁流变抛光能在达到高面型精度的同时获得较低的表面粗糙度,但是加工效率低。本课题组提出了一种大抛光模高效率的磁流变平整加工工艺。但是加工后工件表面平整度有待提高。针对这一问题本文在原有基础上增加工件的直线摆动以改善工件表面平整度。具体研究工作如下：(1)建立工件与磨粒之间的相对运动轨迹方程。依据实际加工情况,规定只有工件表面与研抛模相互作用时为有效加工,采用离散积分的方式求得工件表面个点在不同摆动形式下有效加工轨迹长度。通过分析有效加工轨迹长度可以初步预测到X-X直线摆动形式可以改善工件表面的平整度。(2)利用自行搭建的实验平台进行工艺实验。通过单因素实验,研究直线摆动方式、直线摆动距离、直线摆动速度、工件转速、加工间隙、研抛槽转速等工艺参数对材料材料去除率和工件表面平整度的影响,并分析了其原因。实验结果表明,通过直线摆动方式的磁流变平整加工,工件表面平整度得到了大幅度提高。以K9玻璃为例,加工后表面平整度Pv值达到2.578λ,相对于无摆动加工后表面PV值12.568λ有加大改善。(3)进行了磁流变平整加工亚表面损伤测试实验。结果表明磁流变平整加工工艺可以消除先前工序所产生的亚表面损伤并且不会引入新的损伤。
【关键词】：直线摆动 磁流变平整加工 平整度 材料材料去除率 亚表面损
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ171.68
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 物理符号含义对照表13-14
• 第1章 绪论14-24
• 1.1 课题来源14
• 1.2 研究背景14-15
• 1.3 光学玻璃抛光技术15-17
• 1.4 磁流变抛光技术概述17-21
• 1.4.1 国外磁流变抛光技术的发展现状17-19
• 1.4.2 国内磁流变抛光技术的发展现状19-21
• 1.5 研究目的与内容21-23
• 1.5.1 课题研究目的21-22
• 1.5.2 论文研究内容与章节安排22-23
• 1.6 本章小结23-24
• 第2章 直线摆动方式磁流变平整加工工艺机理24-35
• 2.1 直线摆动方式磁流变平整加工工艺材料去除机理24-27
• 2.1.1 磁流变液的流变效应24-25
• 2.1.2 直线摆动方式磁流变平整加工25-27
• 2.2 抛光区域磁场27-29
• 2.3 工件加工轨迹仿真29-34
• 2.3.1 工件加工轨迹模型建立29-31
• 2.3.2 工件加工轨迹仿真31-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第3章 实验装置与检测仪器35-41
• 3.1 实验装置35-37
• 3.1.1 直线摆动方式磁流变平整加工装置35-36
• 3.1.2 亚表面损伤测试实验装置36-37
• 3.2 实验仪器37-39
• 3.2.1 工件准备仪器37-38
• 3.2.2 平整度检测仪器38-39
• 3.2.3 亚表面损伤检测装置39
• 3.3 实验材料39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 直线摆动方式磁流变平整加工工艺实验研究41-56
• 4.1 摆动方式对加工效果的影响41-45
• 4.1.1 摆动方式对材料去除率的影响42-43
• 4.1.2 直线摆动方式对平整度的影响43-45
• 4.2 直线摆动距离对加工效果影响45-47
• 4.2.1 直线摆动距离对材料去除率的影响45-46
• 4.2.2 直线摆动距离对平整度的影响46-47
• 4.3 直线摆动速度对加工结果的影响47-49
• 4.3.1 直线摆动速度对材料去除率的影响47-48
• 4.3.2 直线摆动速度对平整度的影响48-49
• 4.4 加工间隙对加工结果的影响49-51
• 4.4.1 加工间隙对材料去除率的影响49-50
• 4.4.2 加工间隙对平整度的影响50-51
• 4.5 工件转速对加工结果的影响51-53
• 4.5.1 工件转速对材料去除率的影响51-52
• 4.5.2 工件转速对平整度的影响52-53
• 4.6 研抛槽转速对加工结果的影响53-55
• 4.6.1 研抛槽转速对材料去除率的影响53-54
• 4.6.2 研抛槽转速对平整度的影响54-55
• 4.7 本章小结55-56
• 第5章 磁流变平整加工去除亚表面损伤实验研究56-60
• 5.1 亚表面损伤56
• 5.2 亚表面损伤测试方法56-58
• 5.3 去除亚表面损伤实验58-59
• 5.3.1 实验过程及参数58
• 5.3.2 亚表面损伤测结果分析58-59
• 5.4 本章小结59-60
• 结论与展望60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66

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本文编号：571003