大尺度光学玻璃抛光技术研究柳源

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1、2014年2月机床与液压Feb.2014第42卷第3期MACHINETOOL＆HYDＲAULICSVol.42No.3DOI:10．3969/j.issn.1001－3881.2014.03.046大尺度光学玻璃抛光技术研究柳源，闫如忠(东华大学机械工程学院，上海201620)摘要:大尺度光学玻璃应用广泛，要求特殊。分析大尺度光玻璃加工工艺，说明离散粒子抛光是大尺度光学玻璃精密加工的关键工序。介绍各种离散粒子抛光方法内涵、发展过程与趋势，从加工精度、质量、效率角度进行重点评述。阐述目前正在研究的可控式磨料流体抛光原理、

2、实现形式及现状，表明可控式磨料流体抛光是一种值得关注的离散粒子抛光方法。关键词:大尺度光学玻璃;离散粒子抛光;可控式磨料流体抛光中图分类号:TG580.692文献标识码:A文章编号:1001－3881(2014)3－167－6ＲesearchonLarge-scaleOpticalGlassPolishingTechnologyLIUYuan，YANＲuzhong(DonghuaUniversity，Shanghai201620，China)Abstract:Large-scaleopticalglassesarewi

3、delyusedandhavespecialrequirements．Analysisoflarge-scaleopticalglassmachi-ningshowedthatdiscreteparticlemachiningwasthekeyprocess．Theconceptions，presentresearchstatus，developmenttendencyofavarietyofdiscreteparticlepolishingmethodswereintroducedandtheirmachininga

4、ccuracy，qualityandefficiencywerereviewed．Theconceptions，equipments，statusresearchofcontrollableslurrypolishingwereillustratedandstudyonitshowedthatitwasamethodworthpayingattentionto．Keywords:Large-scaleopticalglass;Discreteparticlepolishing;Controllableslurrypol

5、ishing大尺度光学玻璃(以下简称“大玻璃”)为直径超精密磨削、超精密切削等方法。或对角线直径1m以上的平面、球面、非球面等光学元件。当前，大玻璃广泛应用于航空航天、天文探索、核能工业、光刻工艺等领域。大玻璃要求严格，直径1.5m的光学元件，表面形状精度优于0.1μm、表面粗糙度Ｒa优于1nm、低表面波纹度、极少的表面疵病与亚表面损伤、极小残余应力、完整晶格结构。光学玻璃材料脆性高，断裂韧性低，其显微硬度2在600kg/mm左右，一般需经过3道工序:固结磨料加工、离散粒子抛光、纳米级磨料修整。文中主要针对离散粒子抛光

6、方法进行研究。1大玻璃加工工艺现状大玻璃精密加工主要依靠材料超微量去除。硬质图1大玻璃加工工艺流程图磨料加工、离散粒子抛光、纳米级磨料修整3个工序超精密磨削通常使用超细磨粒金刚石砂轮，采用作用不同，图1描述各工序中具体加工方法、加工精在线修整方法，可获得纳米级表面粗糙度。然而，由度范围及工艺路线。于机床振动、砂轮修整及磨削加工单向性等问题，不固结磨料加工目的是以高材料去除率快速获得亚可避免会产生微米级损伤层。由磨削发展来的平面珩微米级平整表面，面形精度优于0.1μm，表面粗糙磨，通过面接触低转速加工，减少了表面损伤，且

7、加度Ｒa优于25nm。它利用固结硬质磨料直接接触工工效率等同磨削，英国克兰菲尔德大学BoX大玻璃件进行高速划擦和微切削实现材料强制去除，主要有专业数控磨床采用了这个形式。超精密切削主要指单收稿日期:2013－01－29作者简介:柳源(1987—)，男，蒙古族，研究生，从事光学玻璃精密抛光方面研究。E－mail:lyseu@yahoo.cn。·168·机床与液压第42卷点金刚石切削(SinglePointDiamondTurning，SP-题，如图2所示。伦敦光学试验室对此方法进行了理DT)，利用刃口半径0.1～0.

8、3μm的天然单晶金刚石论和技术研究，与Zeeko公司合作开发了IＲP系列微刀具进行极微小去除，切深最小可至1nm。美国气囊抛光机床。LL国家实验室研制的LODTM大型立式(1.65m×0.5m)光学金刚石超精密车床可进行大玻璃加工，面形精度可达0.028μm，表面粗糙度可达3.5～9nm。目前，多点金刚石铣削也正在开发中。总而言