微小球面和非球面元件的納米級磨削加工技術(shù)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，微小球面和非球面元件在航空航天、光電系統(tǒng)、數(shù)碼產(chǎn)品等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。然而，這些關(guān)鍵元件，特別是玻璃模壓用模具的表面質(zhì)量要求極高，通常選用具有高硬度、耐磨損和化學(xué)穩(wěn)定性好的難加工超硬脆材料。傳統(tǒng)的加工方法是結(jié)合磨、拋來獲得較高的加工精度。但是，該方法效率低、成本高，而且尺寸精度難以保證。隨著超精密磨削技術(shù)的快速發(fā)展，采用超精密磨削可以提高加工精度，縮短甚至去除研磨拋光工序。因此研究典型微小球面和非球面的納米磨削

2、加工技術(shù)，具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本文在綜合分析了硬脆材料微小球面和非球面超精密磨削加工發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，總結(jié)了納米級精度磨削的關(guān)鍵技術(shù)。對比分析了應(yīng)用于微小球面和非球面元件的典型磨削加工方法，結(jié)合工件的結(jié)構(gòu)特點制定了合理的磨削方法：針對TN85半球偶件采取組合磨削法，即成形磨削法和法向磨削法；針對碳化鎢模具以及光學(xué)玻璃非球面元件，采用法向磨削法。
　　其次，針對超精密磨削中砂輪的磨損而導(dǎo)致工件表面精度惡化等問題，開展了金

3、剛石砂輪的修整實驗研究。采用對滾法分別對砂輪的周向和徑向進(jìn)行修整，得到了滿足磨削要求的尺寸精度和磨粒出刃度。另外，根據(jù)材料特性、機床精度以及工件結(jié)構(gòu)確定了合適的粗精加工磨削參數(shù)，并結(jié)合在位測量與補償技術(shù)，開展TN85半球偶件、硬脆玻璃和碳化鎢模具磨削實驗。結(jié)果表明，采用本次實驗的磨削方法以及磨削參數(shù)，可以獲得納米級的表面粗糙度 aR和亞微米級的面形精度。
　　最后，進(jìn)一步分析了工件表面的形成機理。結(jié)果表明，材料特性如硬度和顯微組織