光学玻璃磁流变抛光工艺试验研究

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1、湖南大学硕士学位论文光学玻璃磁流变抛光工艺试验研究姓名：陈越申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：尹韶辉20090506光学玻璃磁流变抛光工艺试验研究摘要在光学系统中应用小口径非球面镜来提高光学系统的光学性能已经成为现代光学技术发展的一种趋势。传统抛光方法不能对铣磨成型后的小口径元件进行快速确定性抛光，对小口径光学非球面镜片的加工效率和加工精度难以满足市场的需要。因此迫切需要发展新型的高效率高质量的先进光学抛光技术。磁流变抛光技术(MRF)是近年来发展起来的一种新型的光学加工技术，在光学加工中具有传统加工方法无法比拟的优点。它能够加工出具有超光滑表面，同时不

2、会产生下表面破坏层，是一种柔性的抛光，并且具有较高的抛光效率。目前大部分常规磁流变抛光都采用转轮式抛光方式，该方式在很多方面也都显示了它的优越性。但随着零部件尺寸的逐步减小，特别是针对D10mm口径以下的小口径光学零件，很难再将磁流变抛光轮进一步微型化，来实现对微小零部件的加工。本课题来源于国家863课题一非球面超精密复合加工机床原型样机的研制，针对常规磁流变抛光加工小口径工件的难题，进行了以下研究工作：(1)通过分析目前磁流变抛光装置常见结构，针对本课题设计并研制了磁流变研抛简易试验装置、包括磁场发生装置、小型抛光头、磁流变抛光液、夹具虚盘守o(2)通过分析磁流变液体的

3、组成、特性、流变机理和性能要求。对磁流变抛光液的各组成成分比例进行了优化。配置出了合格的磁流变抛光液。并对各组成成分对抛光的影响进行了分析。(3)利用设计的磁流变抛光试验装置和开发的磁流变液体，通过对平面玻璃抛光试验，研究了四种小型抛光头形状对加工表面粗糙度的影响。并通过正交优化试验对比分析磁极转速、抛光间隙、磁场强度、抛光粉浓度等不同加工参数对抛光效果的影响程度。并研究了玻璃的去除机理与去除模型。(4)对工件加工表面形貌特征以及影响因素进行了分析。同时进行了磁流变抛光轮的稳定性机理分析，并研究了磁场强度和磁极转速对磁流变抛光轮的稳定性的影响。关键词：磁流变抛光：磁流变抛

4、光液，o抛光装置：参数优化II硕士学位论文AbstractItisatrendofusingsmalldiameterasphericallensinthemodernopticalsystemtoimprovetheopticalproperties．Theprocessingefficiencyandprocessingprecisionoftraditionalpolishingmethodstosmall—diameterasphericopticalaredifficulttomeetindustryrequirements．thebottlenecksofpo

5、lishingtechnologytosmall-diameterasphericallensandcomponentsishowtopolishingtheworkpicewithhighefficiencyandprecision，SOitisurgenttodevelopanewtypeofadvancedpolishingmethodwithhighlyefficientandhigh—quality．Magneto—rheologicalFinishingTechnology(MRF)isanewtypeofopticalprocessingtechnology

6、developedinrecentyearstoobtainsuper-smoothsurfacewithoutdamage．Mostconventionalmagnetorheologicalfinishingusedpolishingwheel，itisdifficulttopolishsamllsizeconcavelenslessthan1Omm．Thisresearchisfromthenational863subject--developmentofultra·precisionasphericalmachinetools．Inordertosolvethep

7、olishingproblemsinconventionalmagneto-rheologicalfinishing，theresearchsarecarriedoutasfollowing：(1)Anewsamllpolishingpadisdesignedtopolishsamllconcave．MRFpolishingexperimentalapparatusincludingmagneticfieldgenerator，polishingheadandfixture．(2)Byanalyzingthemagneto-r