微小光學元件磁流變斜軸研拋裝置開發(fā)及其加工特性研究.pdf

1、微小光學元件的制造主要擁有超精密機械加工和熱壓成型兩種技術(shù),其中熱壓成型作為一種復制技術(shù),是一種適合批量生產(chǎn)的低成本技術(shù)。無論是超精密加工直接獲得的微小光學元件,還是熱壓成型所需的模具,均需要后續(xù)的光整加工,以進一步提表面質(zhì)量和面型精度,以達到應用要求。
　　 磁流變研拋技術(shù)(MRF)是一種新型的柔性光整加工技術(shù),具有易控制、去除函數(shù)穩(wěn)定、無亞表面損傷等優(yōu)點。針對微小光學元件及模具的光整加工,結(jié)合磁流變研拋特點,本文對磁流變斜軸

2、研拋工藝進行了研究,以實現(xiàn)對微小光學元件(Φ10mm口徑以下)的光整加工。
　　 本課題來源于國家863課題(非球面超精密復合加工機床原型樣機的研制)、國家自科基金中澳合作基金項目(微光學元器件的納米制造技術(shù))以及國家科技支撐計劃重點項目(車用光學透鏡及模具超精密研磨加工裝置與工藝),論文主要圍繞如下有關(guān)磁流變斜軸研拋裝置開發(fā)和工藝研究進行展開:
　　 (1)從現(xiàn)有的磁流變研拋基本理論和相關(guān)資料文獻出發(fā),概括總結(jié)了磁流變

3、研拋的基本原理和理論模型,并根據(jù)微小光學元件的加工特點,研究了針對微小光學元件光整加工的磁流變斜軸研拋工藝。
　　 (2)根據(jù)微小光學元件的加工特點和磁流變研拋原理,研發(fā)了磁流變斜軸研拋裝置。詳細介紹了裝置的總體結(jié)構(gòu)布局、電源單元設計、循環(huán)系統(tǒng)設計以及實現(xiàn)微小光學元件、微小模具研拋的磁性研拋工具頭設計構(gòu)造。根據(jù)研拋路徑對研拋后質(zhì)量的影響,針對微小非球面的磁流變斜軸研拋進行了路徑規(guī)劃。
　　 (3)根據(jù)磁流變研拋液的特性,

4、分析了磁流變研拋液各組成成分對其穩(wěn)定性、流變性、離散性、研拋性能的影響。根據(jù)分析結(jié)果確定了各組成成分的比例,配置了優(yōu)質(zhì)磁流變研拋液,并利用配置的磁流變研拋液進行了工藝試驗,證明其有良好的研拋效果。
　　 (4)利用磁流變斜軸研拋裝置和配置的磁流變研拋液進行了工藝試驗,分別對平面K9玻璃元件、紅銅非球面、碳化鎢非球面模具、單晶硅非球面光學元件進行了研拋,研拋后的K9玻璃表面質(zhì)量達到良好效果,紅銅非球面、碳化鎢非球面、單晶硅非球面的