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抛光非球面表面粗糙度的影响因素研究
 

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更新日期:2018-03-22 17:45

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详细介绍
 
 非球面表面粗糙度直接影响光学系统的成像质量,是评价抛光过程优劣的重要指标之一。根据数控抛光非球面的工作原理,分析抛光模材料、抛光模转速、气囊压缩量和抛光液的浓度对表面粗糙度的影响。通过试验研究工艺参数对粗糙度的影响规律,提高数控抛光非球面的加工精度和生产效率。
关键字:抛光;非球面;表面粗糙度;工艺参数;
中图分类号:TH161 文献标识码:A
Research on influence factors of polishing aspheric surface roughness
Xu Haihua
(Chongqing three gorges university. Department of Mechanical Engineering, ChongQing 404000,China)
Abstract: Aspheric surface roughness directly affecting the imaging quality of optical system, was one of the important indexes of quality evaluation of polishing process. According to the working principle of NC-polishing aspheric surface, the influence of polishing tool materials, polishing tool rotational speed, amount of compression of inflatable gasbag and concentration of polishing agent on surface roughness was analyzed. And influence law of process parameters on the roughness was studied by technology experiment, machining precision and production efficiency of NC-polishing aspheric surface were improved.
Key words: polishing; aspheric surface; surface roughness; process parameters;

0引言
数控抛光技术是在光学表面成型技术的基础上发展起来的。抛光过程中,通过计算机控制抛光模在非球面上的驻留时间和抛光模与工件的相对压力来控制材料去除量。数控抛光技术不仅提高了加工效率、减少加工工序,而且使非球面加工具有很好的确定性和重复性。
光学元件表面粗糙度是反映其表面微观几何形状误差的重要指标,也反映了工件表面的不平整程度。非球面表面粗糙度直接影响了光学系统的成像质量,是评价抛光过程优劣的重要指标之一。非球面数控抛光是一个机械、化学和物理等方面综合作用的柔性加工过程,抛光模材料、抛光液种类和浓度、工件材料、抛光压力、抛光模运动方式、转速、摆动频率和温度等因素都会对抛光表面质量有很大影响。因此,本文着重于研究工艺参数对数控抛光非球面表面粗糙度的影响。
1 安排非球面表面粗糙度的工艺实验
为了提高了非球面抛光的精度和效率,采用新型抛光工具和独特运动形式相结合的气囊抛光方式抛光非球面。抛光设备使用德国Satisloh 公司的SPS-140-2SL-2先进抛光机,采用单因素变量方法进行试验,研究分析抛光过程中各工艺参数对表面粗糙度的影响。
本工艺试验加工材料采用脆性材料单晶硅;初始表面粗糙度为0.27um;抛光非球面口径D=Φ54;抛光液浓度选用质量比。非球面参数分别为:非球面系数,最接近球面半径,确定非球面的顶点处曲率值为,非球面得短轴系数为、,非球面方程为:

2 数控抛光工艺参数对表面粗糙度影响
2.1 抛光模材料对表面粗糙度的影响
抛光模材料选择的优劣,对工件表面质量有很大影响。传统抛光的抛光模材料为沥青、尼龙布和聚氨酯。根据SPS-140-2SL-2抛光原理,抛光所使用的抛光模需粘结在气囊之上。但由于沥青材料的热塑性和流动性的影响,故其不适合做数控柔性抛光的抛光模材料。聚氨酯的表面比较粗糙,并且有许多小孔,磨削性能好;尼龙布与聚氨酯相比,质地细腻较软,表面粗糙度小,但其去除能力差。
作者:徐海华
 
 


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