小口徑非球面斜軸磁流變拋光關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著高性能非球面光學(xué)產(chǎn)品在航空航天、光電通訊、武器裝備等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，小口徑非球面光學(xué)零件的需求量持續(xù)增長(zhǎng)，其精度要求也日益提高。小口徑非球面常采用超精密車削和磨削進(jìn)行加工，但是車削和磨削會(huì)在加工表面殘留加工痕跡和加工缺陷，因此需要后續(xù)的超精密拋光來提高表面質(zhì)量。由于小口徑非球面狹小的加工空間和高質(zhì)量的光學(xué)表面要求，采用傳統(tǒng)的拋光方法難以加工。針對(duì)上述問題，本文將磁流變拋光方法引入到小口徑非球面拋光中，并結(jié)合小口徑非球面的加工

2、特點(diǎn)，研究出適合小口徑非球面加工的斜軸磁流變拋光技術(shù)。同時(shí)將其與傳統(tǒng)的超精密車削和磨削相結(jié)合，形成超精密車削與斜軸磁流變拋光以及超精密磨削與斜軸磁流變拋光兩種組合加工工藝，實(shí)現(xiàn)對(duì)小口徑非球面的高效、高精加工。
　　本文的研究工作主要包括以下內(nèi)容:
　　分析了小口徑非球面的特征和應(yīng)用需求，綜述小口徑非球面超精密車削、磨削、拋光的現(xiàn)狀，探討目前小口徑非球面超精密拋光加工中存在的問題，并提出相應(yīng)的解決措施。
　　提出了小口徑

3、非球面斜軸磁流變拋光方法，分析其加工原理，并建立加工路徑控制數(shù)學(xué)模型，探討小口徑非球面拋光過程中的曲率干涉和刀桿干涉問題，并建立拋光過程中的幾何干涉數(shù)學(xué)模型。研究斜軸磁流變拋光去除機(jī)理，分析流體動(dòng)壓力、磁化壓力等參數(shù)對(duì)拋光的影響，并建立斜軸磁流變拋光去除數(shù)學(xué)模型。為小口徑非球面斜軸磁流變拋光工藝的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。
　　研制了小口徑非球面斜軸磁流變拋光裝置，并對(duì)斜軸磁流變拋光頭內(nèi)部勵(lì)磁磁場(chǎng)進(jìn)行有限元仿真分析。試驗(yàn)研究了拋光頭的去除

4、性能以及加工區(qū)域的磁場(chǎng)大小。為小口徑非球面斜軸磁流變拋光的實(shí)現(xiàn)提供切實(shí)可行的加工裝置。
　　分析了磁流體、磁流變液、復(fù)合磁流體等三種磁性拋光液的穩(wěn)定性、成鏈性、粘性、拋光性能等基本性能，配置出兼具高穩(wěn)定性和高剪切去除特性的復(fù)合磁流體。試驗(yàn)分析基于納米金剛石和微米氧化鈰復(fù)合磨粒的磁流變拋光性能。為非球面斜軸磁流變拋光的實(shí)現(xiàn)提供性能優(yōu)良的拋光液。
　　將小口徑非球面的超精密車削、磨削與斜軸磁流變拋光有機(jī)結(jié)合，研制了超精密車削與斜