非球面柔性拋光技術研究.pdf

1、非球面光學元件因其光學性能優(yōu)越，結構緊湊等優(yōu)點正越來越多的應用于各種精密光學儀器中。這就要求非球面的制造過程能夠?qū)崿F(xiàn)快速、批量生產(chǎn)。目前CNC數(shù)控技術己經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)光學非球面元件的精密快速銑磨成型。然而，非球面拋光仍是影響非球面加工效率和精度的主要因素。 本文以FRP-1型非球面柔性拋光機為平臺，對非球面柔性拋光技術進行了初步的工藝實驗研究；研究了工件軸轉(zhuǎn)速、磨頭的充氣氣壓、工件曲率等參數(shù)對表面粗糙度和材料去除量的影響，給出了各參

2、數(shù)與表面粗糙度，材料去除量的關系曲線圖，揭示了它們之間的規(guī)律。最后，根據(jù)去除量函數(shù)的假設理論——Preston方程，借鑒CCOS的理論研究，結合該設備的原理和運動結構初步研究了材料去除函數(shù)，為以后進一步研究、優(yōu)化工藝設計及設備的改進和自動控制提供了理論依據(jù)。 研究結果表明對于FRP-1型非球面柔性拋光機而言，工件表面粗糙度與工件軸轉(zhuǎn)速、拋光氣壓近似成線性的關系；氣壓和工件軸轉(zhuǎn)速越大，表面粗糙度收斂的越快，拋光效率越高；大曲率工件

3、的拋光效率要優(yōu)于小曲率工件。工件表面材料去除量與工件軸轉(zhuǎn)速、磨頭的充氣氣壓也近似成線性的關系；工件軸轉(zhuǎn)速、充氣氣壓越大，去除量越高；越靠近工件邊緣的區(qū)域，去除量越高。結合拋光效率和拋光的均勻性，得出了在其它參數(shù)不變的條件下，工件軸轉(zhuǎn)速和拋光氣壓的最佳值：工件軸轉(zhuǎn)速為6～8rad/s，拋光氣壓在4～5KPa。在這種工藝條件下對初始表面粗糙度為0.15μm，口徑為Φ60mm的K9玻璃進行拋光實驗，60分鐘后，工件表面粗糙度收斂至0.008μ