大口径非球面SiC反射镜研磨工具优化-论文.pdf

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1、2014年8月航空精密制造技术Aug2014第50卷第4期AvIA’nONPREClsIoNMANUFACTURlNGTECHNoLoGYVl0上50Ⅳ4大口径非球面SiC反射镜研磨工具优化术卢毅，戴一帆，宋辞，彭扬林(国防科学技术大学机电工程与自动化学院，长沙410073)[摘要]研究了研磨盘材料和尺寸对材料去除效率的影响。利用MATLAB软件仿真分析研磨盘与反射镜表面的不匹配度，结合研磨盘的磨损效率，确定了适合非球面研磨加工的研磨盘尺寸及刀具路径，针对不同研磨阶段为研磨盘材料和尺寸的选择提供依据，以提高加

2、工效率和提升面形误差收敛效率。并将分析结果运用到大口径SiC非球面反射镜的实际加工中。[关键词]非球面；SiC；研磨盘；不匹配度[中图分类号]TH161．5[文献标识码]A[文章编号]1003—5451(2014)04—0009—05OptimizationofLappingToolsinFabricatingLargeApertureAsphericSiliconCarbideMirrorLUYi，DAIYi—fan，SONGCi，etal(CollegeofMechatronicsandAutomatio

3、n，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073)[Abstract]itisresearchedthatthematerialsandsizeofthelappingpadinfluencethematerialremovalrate．ThesizeoflappingpadandthetoolpathbythewearratewereconfirmbyusingMATLABtosimulateandanalyzethemisfitbetweenth

4、elappingpadandthesurfaceofmirror．Aimingatthedifferentstagesoflapping，thebasesofchoosingthematerialsandsizeofthelappingpadwereprovidedtoimprovetheprocesseficiencyandtheconvergenceeficiencyofthesurfaceerror．Theresultsoftheanalysiswereappliedintofabricatingthe

5、largeapertureSiCasphericmirror．[Keywords]aspheric；materialSiC；lappingpad；misfit1前言抛中工人直觉带来的误差，从而提高了光学零件的加工效率和表面质量。随着计算机性能的提高和研抛工随着碳化硅光学材料的研究深人，空间光学系统艺的发展，计算机控制光学表面成形技术(Computer与大型地基光学系统的迅猛发展．对光学系统的工作ControlledOpticalSurfacing，CCOS)作为一种先进的确波段、成像分辨率、热稳定性以及系统重

6、量等指标提出定量研抛工艺逐渐应用在光学零件的超精密加工中。了越来越严格的要求，这决定了光学系统必然往反射但是，确定量研磨在加工非球面SiC反射镜时，存在一式、大口径、轻量化方向发展。些问题，比如，碳化硅材料以SiC相为主要组分，其硬在非球面光学零件的加工技术中，确定量研抛技度高，加工效率低，同时对于大口径非球面碳化硅反射术的出现带来了革命性变化。确定量研抛技术能够以镜，非球面镜面曲率变化较大，研磨过程中研磨盘与非定量检测手段和定量的材料去除方式代替传统手工研球面反射镜表面不匹配造成误差收敛慢，低频误差可能被破

7、坏等。本文以大口径SiC基体非球面反射镜为研究对象．针对大口径非球面碳化硅反射镜的加工特国家重点基础研究发展计划(2011CB013204)、国家自然科学基金(51305451)、高等学校博士学科点专项科研基金点，通过实验以及软件仿真分析等办法，合理选择研磨(20134307120022)资助项目加工工具，提升研磨效率和误差收敛率，这对解决加工·9·大口径非球面SiC反射镜研磨工具优化非球面反射镜中遇到的问题具有重大意义。行实验。实验工艺参数如下：自转转速为120r／min．公转转2SiC材料的研磨工艺规律速

8、为125r／min，研磨压强为0．15MPa，偏心距为8mm，磨料为W40金刚石微粉，研磨液配比的体积浓度比为2．1研磨盘直径对材料去除率的影响规律1：20，工件材料为SiC，研磨盘尺寸为~40mm，研磨盘研磨盘的尺寸大小．直接影响研磨盘与工件的接材料为铜、铝、铸铁三种材料。触面积。对不同直径的研磨盘的研磨效率进行分析，采6i504_【盛3熊表2l梓l1不0同材料的布氏硬度一用双转子定点研磨法进行实