磁流變拋光工藝優(yōu)化及關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，光學(xué)零件在航空、航天、宇宙探測(cè)、軍事偵察以及激光核聚變等高科技領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)光學(xué)零件的加工精度和表面質(zhì)量要求也越來越高；傳統(tǒng)的光學(xué)加工方法無論從生產(chǎn)效率方面還是在加工精度和加工質(zhì)量的穩(wěn)定性方面，都無法滿足現(xiàn)代光學(xué)零件提出的加工精度和表面質(zhì)量的要求和市場(chǎng)的需要，因此迫切需要發(fā)展新型的高效率高質(zhì)量的先進(jìn)光學(xué)拋光技術(shù)。
　　 磁流變拋光技術(shù)(MRF)是近年來發(fā)展起來的一種新型的光學(xué)加工技術(shù)，在光學(xué)加工

2、中具有傳統(tǒng)加工方法無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。它能夠加工出具有超光滑表面，它利用梯度磁場(chǎng)使拋光輪和工件表面之間的磁流變液體的流變性能發(fā)生變化，使工件表面與磁流變液接觸的區(qū)域產(chǎn)生較大的剪切力，以此來去除工件表面材料，同時(shí)不會(huì)對(duì)拋光工件產(chǎn)生亞表層的破壞。磁流變拋光不僅可以確定性地對(duì)光學(xué)元件的面形進(jìn)行修正，而且還可以獲得較高的拋光效率和納米級(jí)的表面粗糙度。本文針對(duì)光學(xué)玻璃拋光加工，開展了磁流變拋光技術(shù)研究，主要做了以下幾個(gè)方面的研究工作。
　　

3、(1)建立了磁流變拋光材料去除數(shù)學(xué)模型及基于矩陣?yán)碚摰鸟v留時(shí)間算法。為了能夠?qū)伖膺^程中的去除形態(tài)進(jìn)行研究，基于Preston方程，建立了磁流變拋光的材料去除率的數(shù)學(xué)模型，修正了壓力P的求解方程，并推導(dǎo)了相對(duì)速度V的計(jì)算公式。針對(duì)目前駐留時(shí)間算法普遍存在迭代計(jì)算繁瑣、收斂性差和計(jì)算效率低等缺點(diǎn)，提出了矩陣?yán)碚摰鸟v留時(shí)間算法。
　　 (2)構(gòu)建了磁流變拋光綜合效應(yīng)模型。以磁流變拋光工藝涉及的主要因素為對(duì)象，研究了磁流變拋光實(shí)驗(yàn)方案

4、、約束條件、工藝參數(shù)等問題。在理論與實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，探索材料去除規(guī)律，基于拋光輪切線方向“磨頭”的運(yùn)動(dòng)關(guān)系和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，推導(dǎo)出了以易于改變和控制的磁流變工藝參數(shù)為變量的材料去除函數(shù)z(yi)，構(gòu)建了磁流變拋光綜合效應(yīng)模型。并在工程實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證，為實(shí)現(xiàn)磁流變拋光的精確和穩(wěn)定控制創(chuàng)造了基本條件。
　　 (3)對(duì)磁流變拋光工藝參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。進(jìn)行了以表面粗糙度和材料去除率為工藝指標(biāo)的工藝實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用正交實(shí)驗(yàn)分析了磁流變拋光中主要工藝