超聲波磁流變復合拋光關鍵技術研究.pdf

1、光學技術的飛速發(fā)展對光學系統(tǒng)提出了許多新要求，促使光學系統(tǒng)中越來越多的采用非球面鏡。非球面鏡能夠矯正多種像差，改善儀器成像質量，簡化系統(tǒng)結構，在軍事、航空航天、電子工業(yè)等領域的應用越來越廣泛。現有的光學加工方法大多受到加工條件的限制而不能應用于具有小曲率半徑的凹非球曲面光學元件的加工，因此具有小曲率半徑的凹非球曲面光學元件的超精密加工是目前光學加工所面臨的難題。開發(fā)新型的適用于小曲率半徑非球面及自由曲面光學元件的超精密加工方法對光學加工

2、業(yè)有著重要的意義。
　　本文提出的超聲波磁流變復合拋光技術是針對小曲率半徑的凹非球曲面和自由曲面光學元件進行超精密拋光加工而提出的新方法，在國內外屬于首創(chuàng)。本文對超聲波磁流變復合拋光的關鍵技術進行了研究，具體的研究內容包括：
　　第一，綜述了國內外非球面光學拋光技術的研究現狀，尤其是磁流變拋光技術的發(fā)展，為研究超聲波磁流變復合拋光技術提供借鑒。
　　第二，對超聲波磁流變復合拋光方法的原理及拋光作用機制進行了研究。在超聲

3、波磁流變復合拋光中，首先在磁場作用下形成磁流變拋光工具頭，施加超聲作用后，超聲對磁場無影響，超聲能夠增強拋光的機械作用和化學作用，從而提高了拋光效率，改善了拋光去除特性。經實驗驗證，超聲波磁流變復合拋光的表面質量略低于普通磁流變拋光，但是其材料去除率是磁流變拋光的3.1倍，超聲與磁場共同作用實現了材料的拋光去除。
　　第三，在超聲波磁流變復合拋光原理及作用機制研究基礎上，參考Preston方程，通過分析工件所受的超聲壓力、磁場壓力

4、和流體動壓力，分別建立了工件靜止、轉動和拋光工具頭傾斜時超聲波磁流變復合拋光材料去除數學模型，并通過實驗驗證了模型的正確性，為計算機控制拋光時，面形誤差的修正奠定了理論基礎。
　　第四，在超聲波磁流變復合拋光理論分析基礎上，自行研制了超聲波磁流變復合拋光實驗裝置。研究了磁場的分布形式對拋光加工的影響，研制了旋轉超聲發(fā)生裝置和磁流變液循環(huán)裝及粘度控制系統(tǒng)，為后續(xù)的超聲波磁流變復合拋光工藝實驗等研究奠定了基礎。
　　第五，在自行