大氣等離子體加工數(shù)控方法研究.pdf

1、現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)光學(xué)零件的要求越來(lái)越高，不但要求光學(xué)零件具有高的面型精度以及好的表面粗糙度，而且要求盡可能減輕亞表層的損傷。雖然目前的計(jì)算機(jī)控制光學(xué)表面成形（CCOS）工藝較傳統(tǒng)的加工方式在很大程度上提高了加工的效率以及精度，但是由于其采用的是接觸式加工方式，所以仍然存在亞表層損傷等問(wèn)題。大氣等離子體加工工藝是在電極之間加上高頻電壓，利用放電的方式將氣體電離，產(chǎn)生活性的離子與工件表層的原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氣態(tài)產(chǎn)物，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)零

2、件的加工。由于等離子體加工是基于原子之間的化學(xué)反應(yīng)，因而可以達(dá)到很高的加工精度，而且由于是非接觸加工不像常規(guī)加工會(huì)產(chǎn)生接觸應(yīng)力，從而可以避免造成亞表層的損傷，有利于提高工件的加工質(zhì)量。大氣等離子體加工的去除函數(shù)穩(wěn)定，不存在傳統(tǒng)的“拋光盤(pán)磨損”問(wèn)題，而且其為高斯型分布（中間去除量最大，兩邊逐漸減小至零），這樣的去除函數(shù)是確定性加工中最理想的去除函數(shù)，因此等離子體加工特別適合光學(xué)零件的超精密加工。
　　大氣等離子體加工的單位去除函數(shù)是

3、研究的基礎(chǔ)，本文首先分析了加工中工藝參數(shù)對(duì)去除函數(shù)的影響，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上擬合出加工的單位去除函數(shù)并進(jìn)一步分析驗(yàn)證了去除函數(shù)峰值隨時(shí)間的線性變化規(guī)律，為后面的駐留時(shí)間推導(dǎo)中去除深度對(duì)時(shí)間的線性疊加提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　駐留時(shí)間函數(shù)的求解是利用大氣等離子體進(jìn)行超精密加工的核心，本文推導(dǎo)了基于Fourier變換法以及線性方程組法的駐留時(shí)間求解方法，針對(duì)線性方程組系數(shù)矩陣的病態(tài)性進(jìn)行了深入的分析，并進(jìn)行了駐留時(shí)間求解的仿真研究。