镍磷合金镀层非球面磁流变抛光技术研究
发布时间：2021-12-16 05:38
随着我国科学技术飞速发展,对光学元件的要求越来越高。尤其是在非球面光学元件的抛光与研磨领域,非球面反射镜的制造技术遭遇加工瓶颈,传统加工方式在实际应用中难以满足现阶段的需求。为解决传统加工中元件加工精度低、表面质量差等问题,许多新型的光学加工手段应运而生。磁流变加工技术以其高确定性的加工方式在光学加工领域扮演着越来越重要的角色。而Ni-P合金镀层作为光学领域应用十分广泛的改性层,对于该种镀层光学加工方法的深入研究比较匮乏,许多还是采用传统的抛光工艺在进行加工。本文以实际工程对Ni-P合金镀层非球面快速低成本制造的需求为基础,对Ni-P合金镀层非球面磁流变抛光过程中的关键技术展开了研究,最终确定了Ni-P合金镀层非球面磁流变加工工艺流程,并实际完成了一块离轴非球面反射镜的加工,为Ni-P合金镀层非球面反射镜的快速低成本制造提供了相关技术支持。论文的主要研究工作包括:（1）对化学镀的定义及特点进行了简述,对化学镀Ni-P合金镀层的物理化学性质和沉积原理进行了分析,确定了适合应用于光学加工中镀层的磷含量及相关热处理工艺。介绍了实验室反射镜光学表面Ni-P合金镀层的制备方法;（2）研究了Ni-...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CCOS加工非球面基本原理
平转动小磨头实
41.2.2应力盘抛光技术应力盘技术是抛光盘在对非球面元件表面进行加工过程中，将力与力矩施加在磨盘上，使磨盘产生变形，通过计算机控制实时改变磨盘的形状，使其符合理论非球面面形，进而将被加工元件表面向标准非球面修正，如图1.3所示[12]。在大口径光学元件的加工中使用应力盘技术，在一定程度上提升了磨盘与工件表面的吻合度，降低了产生中高频误差的机率。但应力盘加工要求元件的非球面度不能过大，且不适合加工中小口径元件，其理论模型和实际控制过程比较复杂，难以实现确定性加工。图1.3应力盘抛光实物图1.2.3气囊抛光技术气囊抛光技术由英国伦敦大学光学实验室于上世纪90年代提出，它的根本思想也是来源于CCOS技术。如图1.4所示为气囊抛光所用到的抛光磨头，将一个柔性的气囊通过机械结构装夹在机床主轴上，同时柔性气囊可以和压缩气体连接，以实时控制气囊内的压力，气囊的最外侧采用一层或多层抛光革包裹，在主轴的驱动下以一定的轨迹和速度对光学表面进行实际的加工。由于气囊抛光所采用的抛光磨头为具有一定压力的柔性气囊,因此抛光磨头与非球面表面的吻合度很高，提升了整体抛光效率[13-15]。英国伦敦光学实验室和Zeeko公司于2000年将气囊抛光技术商用化推出IRP-200型气囊抛光机床，如图1.5所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]应用表面改性技术降低烧结碳化硅反射镜的表面散射[J]. 王彤彤. 光学精密工程. 2014(12)
[3]换向脉冲电沉积纳米晶镍钴合金及其微观结构[J]. 屈新鑫,葛文,杨倩,程文,刘典. 电镀与涂饰. 2013(10)
[4]光学零件可控柔体制造的理论基础与方法[J]. 李圣怡,彭小强. 机械工程学报. 2013(17)
[5]热处理对Ni-P合金镀层组织结构、显微硬度与耐蚀性能的影响[J]. 朱玲玲,彭成章,陈友明. 材料保护. 2012(01)
[6]气囊抛光技术及其研究现状[J]. 计时鸣,张利,金明生,李研彪,万跃华. 机电工程. 2010(05)
[7]工艺参数对高频脉冲电镀镍钴合金在NaOH溶液中耐蚀性的影响[J]. 梁燕,许韵华,李霞,郑福才,郑惠钦. 腐蚀与防护. 2010(05)
[8]氧化硅/氧化铁复合磨粒用于硬盘基片的抛光研究[J]. 雷红,司马能,屠锡富,布乃敬,严琼林,吴鑫. 摩擦学学报. 2010(03)
[9]磷含量对镍基合金复合镀层结构和性能的影响[J]. 张立红,赖思琦,张祖军. 腐蚀与防护. 2010(03)
[10]光学元件超精密气囊抛光关键技术研究现状[J]. 张伟,李洪玉,于国彧. 光学学报. 2009(01)
博士论文
[1]铝合金反射镜面形精度与表面质量提升关键技术研究[D]. 李兴昶.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[2]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
[3]大口径非球面磁流变加工的关键技术研究[D]. 李龙响.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[4]磁流变抛光液的研制及去除函数稳定性研究[D]. 白杨.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
[5]采用平转动应力盘技术加工超大口径非球面的研究[D]. 罗霄.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[6]大口径碳化硅质反射镜数控光学加工的研究[D]. 范镝.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2004
[7]离轴非球面CCOS加工过程关键技术研究[D]. 郑立功.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2003
[8]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]Ni-P基化学复合镀层组织结构与性能研究[D]. 郭京浩.哈尔滨工业大学 2018
[2]NiP超光滑表面CMP理论模型建立与工艺实验研究[D]. 罗杰维.哈尔滨工业大学 2018
[3]化学镀Ni-P镀层特征及性能的研究[D]. 郭思琴.太原理工大学 2017
[4]特种钕玻璃元件的磁流变加工技术的研究[D]. 秦北志.南京理工大学 2013
[5]化学镀高磷Ni-P合金及高/低磷双层Ni-P合金工艺研究[D]. 翁星星.华南理工大学 2012
[6]SiCf/SiC复合材料反射镜坯体的制备与性能研究[D]. 司亚凯.国防科学技术大学 2010
[7]镍磷合金及其纳米复合镀层的研究[D]. 熊轶娜.湖南大学 2010
[8]镍磷合金镀层制备工艺及腐蚀性能研究[D]. 宋玉厚.山东大学 2007
[9]光学非球面零件气囊抛光去除机理及试验研究[D]. 苗淑杰.哈尔滨工程大学 2006
本文编号：3537588
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CCOS加工非球面基本原理
平转动小磨头实
41.2.2应力盘抛光技术应力盘技术是抛光盘在对非球面元件表面进行加工过程中，将力与力矩施加在磨盘上，使磨盘产生变形，通过计算机控制实时改变磨盘的形状，使其符合理论非球面面形，进而将被加工元件表面向标准非球面修正，如图1.3所示[12]。在大口径光学元件的加工中使用应力盘技术，在一定程度上提升了磨盘与工件表面的吻合度，降低了产生中高频误差的机率。但应力盘加工要求元件的非球面度不能过大，且不适合加工中小口径元件，其理论模型和实际控制过程比较复杂，难以实现确定性加工。图1.3应力盘抛光实物图1.2.3气囊抛光技术气囊抛光技术由英国伦敦大学光学实验室于上世纪90年代提出，它的根本思想也是来源于CCOS技术。如图1.4所示为气囊抛光所用到的抛光磨头，将一个柔性的气囊通过机械结构装夹在机床主轴上，同时柔性气囊可以和压缩气体连接，以实时控制气囊内的压力，气囊的最外侧采用一层或多层抛光革包裹，在主轴的驱动下以一定的轨迹和速度对光学表面进行实际的加工。由于气囊抛光所采用的抛光磨头为具有一定压力的柔性气囊,因此抛光磨头与非球面表面的吻合度很高，提升了整体抛光效率[13-15]。英国伦敦光学实验室和Zeeko公司于2000年将气囊抛光技术商用化推出IRP-200型气囊抛光机床，如图1.5所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]应用表面改性技术降低烧结碳化硅反射镜的表面散射[J]. 王彤彤. 光学精密工程. 2014(12)
[3]换向脉冲电沉积纳米晶镍钴合金及其微观结构[J]. 屈新鑫,葛文,杨倩,程文,刘典. 电镀与涂饰. 2013(10)
[4]光学零件可控柔体制造的理论基础与方法[J]. 李圣怡,彭小强. 机械工程学报. 2013(17)
[5]热处理对Ni-P合金镀层组织结构、显微硬度与耐蚀性能的影响[J]. 朱玲玲,彭成章,陈友明. 材料保护. 2012(01)
[6]气囊抛光技术及其研究现状[J]. 计时鸣,张利,金明生,李研彪,万跃华. 机电工程. 2010(05)
[7]工艺参数对高频脉冲电镀镍钴合金在NaOH溶液中耐蚀性的影响[J]. 梁燕,许韵华,李霞,郑福才,郑惠钦. 腐蚀与防护. 2010(05)
[8]氧化硅/氧化铁复合磨粒用于硬盘基片的抛光研究[J]. 雷红,司马能,屠锡富,布乃敬,严琼林,吴鑫. 摩擦学学报. 2010(03)
[9]磷含量对镍基合金复合镀层结构和性能的影响[J]. 张立红,赖思琦,张祖军. 腐蚀与防护. 2010(03)
[10]光学元件超精密气囊抛光关键技术研究现状[J]. 张伟,李洪玉,于国彧. 光学学报. 2009(01)
博士论文
[1]铝合金反射镜面形精度与表面质量提升关键技术研究[D]. 李兴昶.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[2]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
[3]大口径非球面磁流变加工的关键技术研究[D]. 李龙响.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[4]磁流变抛光液的研制及去除函数稳定性研究[D]. 白杨.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
[5]采用平转动应力盘技术加工超大口径非球面的研究[D]. 罗霄.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[6]大口径碳化硅质反射镜数控光学加工的研究[D]. 范镝.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2004
[7]离轴非球面CCOS加工过程关键技术研究[D]. 郑立功.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2003
[8]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]Ni-P基化学复合镀层组织结构与性能研究[D]. 郭京浩.哈尔滨工业大学 2018
[2]NiP超光滑表面CMP理论模型建立与工艺实验研究[D]. 罗杰维.哈尔滨工业大学 2018
[3]化学镀Ni-P镀层特征及性能的研究[D]. 郭思琴.太原理工大学 2017
[4]特种钕玻璃元件的磁流变加工技术的研究[D]. 秦北志.南京理工大学 2013
[5]化学镀高磷Ni-P合金及高/低磷双层Ni-P合金工艺研究[D]. 翁星星.华南理工大学 2012
[6]SiCf/SiC复合材料反射镜坯体的制备与性能研究[D]. 司亚凯.国防科学技术大学 2010
[7]镍磷合金及其纳米复合镀层的研究[D]. 熊轶娜.湖南大学 2010
[8]镍磷合金镀层制备工艺及腐蚀性能研究[D]. 宋玉厚.山东大学 2007
[9]光学非球面零件气囊抛光去除机理及试验研究[D]. 苗淑杰.哈尔滨工程大学 2006
本文编号：3537588
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