环形气囊抛光非均匀性的研究

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1、学术论文环形气囊抛光非均匀性的研究王新海，马瑾（陕西国防工业职业技术学院，西安710300）[摘要]针对环形气囊抛光光学元件表面时产生的抛光非均匀性现象，简要介绍了环形气囊抛光技术的运动方式和实验平台的主要组成部分。介绍了环形气囊的抛光机理，基于Preston方程，分析了抛光非均匀现象产生的原因和解决途径，通过调整环形气囊抛光头与工件之间的相对运动方式和调整环形气囊抛光头与工件之间的相对位置等两种方法，消除了工件中心抛光效果差的现象，实现了工件表面的均匀性抛光。[关键词]环形气囊；Preston方程；光学加工；非均匀性[中图分类号]TQ171.6[文献标识码]A[

2、文章编码]1003-5451（2017）05-0027-04ResearchonPolishingNonuniformityofAnnularBonnetTechnologyWANGXin-hai,MAJin（ShaanxiInstituteofTechnology,Xi'an710300）[Abstract]AimingattheproblemofpolishingnonuniformityintheannularbonnetpolishingtechnologybasedonthePrestonequation,thecausesofpolishingnonu

3、niformityandthesolutionsareanalyzed.Inordertosolvetheproblemofcentralpolishingqualityofpartscenter,thespeedoftheannularbonnetwasadjusted,thenthepositionwasadjustedbetweenthepartsandtheannularbonnet.Theuniformpolishingofpartssurfaceisaccomplishedbyannularbonnetpolishingtechnology.[Keyw

4、ords]annularbonnetpolishingtool;Prestonequation;opticalmanufacturing;nonuniformity引言目前，光学加工是集现代光学工程、光学材料工程、超精密机械加工、超精密成形工艺、超精密检测等[6]气囊式抛光技术是20世纪90年代伦敦光学实验室高新技术为一体的综合工程。现代光学的发展对光提出的一种新的超精密抛光方法。伦敦光学实验室对气学元件表面的要求更为苛刻，要求光学元件表面无晶囊抛光方法进行了研究，包括气囊抛光的驻留时间控制格畸变缺陷、不存在残余应力、极低的表面粗糙度、无[7]算法、抛光路径规划、

5、边缘效应的处理以及气囊抛光工艺外来杂质污染、高几何面形精度等。环形气囊在抛光[1-3]可扩展性的研究等。抛光工具的工作端是外面包有过程中，具有吻合特性好、材料去除率高等优点，通过薄膜层的胶皮气囊，抛光进行时，工具气囊旋转形成抛光控制环形气囊抛光头与工件的夹角，能够实现平面、凸运动，工件对气囊抛光工具作相对进给运动，使工件的全球面和凹球面等光学零件的精密高效抛光，是一种实[8]部表面都能被抛光。气囊式抛光在加工形式上也是一种用、经济、精度较高的抛光技术。在采用环形气囊抛散料磨粒抛光，采用球形柔性气囊作为抛光工具，其特殊光技术进行加工过程中存在工件中间抛光质量较差的[

6、4-5]的结构及运动方式有别于其它抛光方法。问题，研究分析抛光质量问题，对提高光学零件表面加作者简介：王新海（1987-），男，工程师，硕士，主要研究方向为精密加工和机械设计。·27·环形气囊抛光非均匀性的研究工质量有着重要的意义。之为环形气囊抛光非均匀性。基于环形气囊抛光技术，经过多组实验发现：工件在环形气囊抛光后，工件中心1表面材料去除非均匀性相比于其它区域的抛光效果较差。其中，采用TaylorHobson非接触式轮廓仪对抛光的工件表面进行检测，1.1环形气囊抛光技术用于观测工件表面抛光后表面质量的变化情况，抛光后环形气囊抛光技术是基于大面积接触的思想，相比工

7、件的表面测量点为5个，如图2所示，由于工件在抛于传统的小区域接触抛光，具有抛光效率高、吻合性好光过程中具有旋转运动，因而只需沿一个半径方向取得等优点。在抛光过程中，抛光膜在抛光工作区形成环形测量点即可。凸起，与工件有一个环形的接触区域，工件通过与气囊E之间的相对运动实现表面的抛光。环形气囊抛光头由DC抛光膜、基体和弹性密封膜等组成，弹性密封膜覆盖在B带有环形气槽的基体上，密封膜的上面紧贴着抛光膜，A当气体充入基体内后，密封膜和抛光膜在气体的作用下形成环形凸起，抛光膜可以根据工件表面面形产生相应的形变，且与工件产生大面积接触区域，达到整体抛光的效果。环形气囊的凸起高

8、度通过进入