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超精密光学玻璃可控式混合磨料流体抛光试验研究

作　者: 柳源
导　师: 闫如忠
学　校: 东华大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 聚氨酯限控轮约束 光学玻璃 磨料射流抛光 射流系统
分类号: TG580.692
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着科学技术的发展,工业领域对直径或对角线直径1m以上光学元件需求日盛。传统的光学加工方法不能满足大尺度光学元件提出的加工效率和加工表面质量两个主要方面的要求,因此亟需一种高效率、高精密的光学零件加工方法。可控式混合磨料流体抛光是一种新型的光学零件精密加工方法,它通过高速旋转的抛光工具控制磨料射流对工件表面的加工过程,使工件表面材料实现网格状去除,均化、消除表面波纹,获得光滑表面,同时保证了光学玻璃较好的表面质量和较高的抛光效率。本论文的工作内容包括以下几个方面：(1)结合磨料射流及弹性发射加工机理研究了可控式混合磨料流体抛光的材料去除机理及流场压力分布,分析了抛光过程中主要工艺参数对加工效果的影响。(2)根据ccos工艺理论对可控式混合磨料抛光系统的要求。设计、制造了差动式射流发生系统及基于外圆磨床的改进抛光机床,并借助PLC等实现电液控制,完成调试,实现了设计功能并达到使用标准。(3)研究了光学玻璃抛光底板的制备方法,分析了各参数对磨削效果的影响。结合实际加工情况及普通外圆磨床特点,实现了光学玻璃抛光底板的制备。(4)在上述工作基础上,进行了磨料射流与可控式混合磨料流体抛光试验研究。对磨削后K9光学玻璃表面进行了超精密抛光试验,试验结果证实了该工艺对光学玻璃表面进行超精密抛光加工的可行性,显示了其在超精密光学镜面面形修整中的应用价值。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章 绪论  11-26
  1.1 课题研究背景与意义  11-22
    1.1.1 应用需求  11-12
    1.1.2 工艺过程分析  12-16
    1.1.3 离散粒子抛光方法  16-21
    1.1.4 可控式混合磨料流体抛光  21-22
  1.2 国内外研究现状  22-24
    1.2.1 磨料射流抛光技术发展与研究现状  22-23
    1.2.2 弹性发射加工技术发展与研究现状  23-24
  1.3 本课题的主要研究内容  24-26
第二章 可控式磨料流体抛光理论  26-34
  2.1 磨料射流冲击理论基础  26-30
    2.1.1 磨料射流过程描述  26-28
    2.1.2 磨料射流对工件表面的力学影响  28-30
  2.2 限控轮约束流体理论基础  30-33
    2.2.1 弹性发射数学模型  30-31
    2.2.2 影响弹性发射加工因素分析  31-33
  2.3 本章小结  33-34
第三章 磨料射流抛光系统设计  34-45
  3.1 CCOS基本原理  34-36
    3.1.1 CCOS理论基础  34-35
    3.1.2 CCOS工艺对可控式磨料流体抛光系统的基本要求  35-36
  3.2 磨料流体抛光系统设计  36-44
    3.2.1 抛光机床改造设计  36-38
    3.2.2 磨料射流形成原理设计  38-40
    3.2.3 磨料射流系统构成及工艺顺序  40-42
    3.2.4 磨料射流系统控制、调试及界面设计  42-44
  3.3 本章小结  44-45
第四章 光学玻璃样件抛光底板的制备  45-59
  4.1 光学玻璃磨削理论分析  45-48
    4.1.1 硬脆材料延性加工机理  45-47
    4.1.2 光学玻璃磨削影响因素分析  47-48
  4.2 光学玻璃试件的磨削加工试验  48-58
    4.2.1 试验机床  48-50
    4.2.2 K9玻璃样件及安装  50-51
    4.2.3 玻璃样件磨削工艺路线  51-54
    4.2.4 砂轮及砂轮的修整  54-57
    4.2.5 加工精度检测  57-58
  4.3 本章小结  58-59
第五章 可控式混合磨料流体抛光试验  59-68
  5.1 试验设备简介  59-60
  5.2 抛光试验  60-67
    5.2.1 磨料射流抛光  60-64
    5.2.2 可控式混合磨料流体抛光试验  64-66
    5.2.3 试验结果讨论及分析  66-67
  5.3 本章小结  67-68
第六章 总结与展望  68-70
  6.1 总结  68
  6.2 展望  68-70
致谢  70-71
攻读学位期间所发表的学术论文目录  71-72
参考文献  72-75

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 磨削加工与磨床 > 一般性问题 > 磨削加工工艺 > 抛光
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