微小非球面纳米抛光工艺研究.pdf

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1、第12期组合机床与自动化加工技术No．122014年12月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueDec．2014文章编号：1001—2265(2014)12-0131—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．12．035微d,tl~球面纳米抛光工艺研究术段红杰，李一浩(郑州轻工业学院机电工程学院，郑州450002)摘要：针对微小非球面斜轴镜面磨削时存在的表面／亚表面缺陷、表面粗糙度均匀性差以及传统抛光工艺难以抛光微小非

2、球面等一系列难题，开发一种利用磁性复合流体和斜轴抛光方式进行微小凹非球面超精密抛光的新工艺。以口径在10mm以下的超精密微细透镜及微细模具中的各种微小球面、微小凹非球面为主要加工对象，展开磁性复合流体抛光工艺研究。分析磁性复合流体工艺参数对加工质量和表面去除率的影响，优化工艺参数，解决了微小非球面纳米抛光的关键技术问题。关键词：磁性复合流体；纳米微细抛光；微小非球面中图分类号：TH162；TG506文献标识码：AProce~ingStudyonNano-PolishingofMicroAsphericSur

3、faceDUANHong-jie，LIYi-hao(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，ZhengzhouUniversityofLightIndustry，Zhengzhou450002，China)Abstract：Aimingattheproblemsofsurface／subsurfacedefects，poorroughnessuniformityanddificult-to—polishingofmicroasphericsurfaceusin

4、ginclined—axismirrorgrindingandconventionalpolishingprocess，anewprocessintegratedwithmagneticcompoundfluidandinclined·-axispolishingisproposedforultra--preci·sionpolishingofmicroasphericsurface．Astudywhichtakesmicrosphericalandasphericsurfaceofmicrolensand

5、moldwithlessthan10mmindiameterforobjects，willbeunfoldedformagneticcompoundfluid．Itwasinvestigatedthattheinfluenceoftheprocessparametersonmachiningqualityandthesurfaceremovalrateofmagneticcompoundfluidandtheparameterswasoptimized．Itsolvesthekeytechnicalprob

6、lemsfornano—polishingofmicroasphericsurface．Keywords：magneticcompoundfluid；nano—polishing；microasphericsurface一型磁流变体易于沉淀，流体寿命短(20天以内)，使O引言用成本高，难以推广应用。在高精度激光光学系统、短波光源光学系统中，高针对微小非球面超精密抛光的加工难题，本文提质量的小口径非球面镜被广泛地运用。作为超高精度出超精密磁性复合流体斜轴抛光加工工艺，整合磁流的光学非球面既要有纳米级或者纳米级

7、以下的非常小体和磁流变体的优势，配制以铁基颗粒强磁性复合流的表面粗糙度值，又要具有PVl00nm的高形状精度，体，利用磁场作用，形成磁性复合流体抛光工具来抛光而且要求极低的亚表面损伤⋯。目前，磁流变加工技微小凹非球面工件；优化磁性复合流体加工工艺参数，术(Magnetorheologicalfinishing，MRF)做为一种先进光从而研发出能高效稳定地制造微小超精密非球面的抛学抛光技术，是获得超精密、光学表面的理想工艺。但光技术。由于磁流变加工主要是采用运动轮旋转传送磁流变体1磁性复合流体及其特性进行光整

8、加工的，受抛光轮尺寸及所形成的抛光缎带大小的制约，这种光整加工方式一般只能加工口径1．1三种磁性流体抛光性能比较8mm以上的凹非球面，而对于8mm以下的微小光学部磁流体由纳米磁性颗粒、基液和表面活性剂组成。件及光学模具的凹非球面，抛光困难，抛光效率不一般常用Fe，0、Fe：0，、Ni、Co等作为磁性颗粒，以水、高心]。此外，国内外磁流变超精密抛光所用的流体，大有机溶剂、油等作为基液，以油酸等作为活性剂防止团部分是