超聲波磁流變復(fù)合拋光關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、光學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)光學(xué)系統(tǒng)提出了許多新要求，促使光學(xué)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(zhì)量，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在軍事、航空航天、電子工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛?，F(xiàn)有的光學(xué)加工方法大多受到加工條件的限制而不能應(yīng)用于具有小曲率半徑的凹非球曲面光學(xué)元件的加工，因此具有小曲率半徑的凹非球曲面光學(xué)元件的超精密加工是目前光學(xué)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(xué)元件的超精密加工方法對(duì)光學(xué)加工

2、業(yè)有著重要的意義。
　　本文提出的超聲波磁流變復(fù)合拋光技術(shù)是針對(duì)小曲率半徑的凹非球曲面和自由曲面光學(xué)元件進(jìn)行超精密拋光加工而提出的新方法，在國內(nèi)外屬于首創(chuàng)。本文對(duì)超聲波磁流變復(fù)合拋光的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，具體的研究?jī)?nèi)容包括：
　　第一，綜述了國內(nèi)外非球面光學(xué)拋光技術(shù)的研究現(xiàn)狀，尤其是磁流變拋光技術(shù)的發(fā)展，為研究超聲波磁流變復(fù)合拋光技術(shù)提供借鑒。
　　第二，對(duì)超聲波磁流變復(fù)合拋光方法的原理及拋光作用機(jī)制進(jìn)行了研究。在超聲

3、波磁流變復(fù)合拋光中，首先在磁場(chǎng)作用下形成磁流變拋光工具頭，施加超聲作用后，超聲對(duì)磁場(chǎng)無影響，超聲能夠增強(qiáng)拋光的機(jī)械作用和化學(xué)作用，從而提高了拋光效率，改善了拋光去除特性。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，超聲波磁流變復(fù)合拋光的表面質(zhì)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(chǎng)共同作用實(shí)現(xiàn)了材料的拋光去除。
　　第三，在超聲波磁流變復(fù)合拋光原理及作用機(jī)制研究基礎(chǔ)上，參考Preston方程，通過分析工件所受的超聲壓力、磁場(chǎng)壓力

4、和流體動(dòng)壓力，分別建立了工件靜止、轉(zhuǎn)動(dòng)和拋光工具頭傾斜時(shí)超聲波磁流變復(fù)合拋光材料去除數(shù)學(xué)模型，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的正確性，為計(jì)算機(jī)控制拋光時(shí)，面形誤差的修正奠定了理論基礎(chǔ)。
　　第四，在超聲波磁流變復(fù)合拋光理論分析基礎(chǔ)上，自行研制了超聲波磁流變復(fù)合拋光實(shí)驗(yàn)裝置。研究了磁場(chǎng)的分布形式對(duì)拋光加工的影響，研制了旋轉(zhuǎn)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(fù)合拋光工藝實(shí)驗(yàn)等研究奠定了基礎(chǔ)。
　　第五，在自行