光学玻璃的超声铣削研究

介绍了光学玻璃的超声波铣削加工.重点分析了光学玻璃常见的加工方法,并进行了比较.根据光学玻璃精密加工的特点,详细介绍了超声波铣削加工的优点及可行性.研究表明,采用超声波铣削能提高加工效率,加工过程便于检测控制.使用超声波铣削加工可以提高光学玻璃的加工精度,节约加工成本,改变了光学玻璃加工费时费财的现象.对光学仪器或机械...     

用多晶体金刚石磨轮磨削光学玻璃的研究

采用冲击压缩法(SCM)合成的多晶体金刚石磨粒,设计了磨削光学玻璃的实验装置.实验结果表明,采用该方法磨削光学玻璃,与单晶体金刚石磨粒磨削光学玻璃相比,采用多晶金刚石磨粒加工光学玻璃能得到良好的加工表面.     

关于加工晶体锗类玻璃零件的创新技术

本文以某项目的光学玻璃零件为研究对象,通过科学的理论验证和推理以及有限元分析最终完成了对玻璃零件的加工,最终结果证实了运用金属类切削机床加工玻璃零件的可行性,以此推广到机械加工中,可以解决部分超出现有光学加工设备加工范围、部分加工技术难点和加工能力瓶颈的有色金属和晶体锗类光学玻璃的零件金属切削问题,这一研究打破了光学玻璃只能在光学专业机床上加工传统观念,开创五轴加工中心加工玻璃零件的先例,为本单位甚至国家的智能制造提供了宝贵的资料。     

光学玻璃专用平面磨床工作台静压导轨设计

光学玻璃专用平面磨床是应用于激光技术、光电通讯、航空航天以及国防工业等领域大尺寸光学玻璃精密加工的专用机床。工作台所在轴的运动是加工辅助运动,其运动精度是影响加工精度的一个重要因素,通过创新设计确定了工作台与床身之间结构为直线电机驱动的双层静压导轨设计方案,力封闭直线电机驱动静压导轨和结构封闭的工作台闭式静压导轨双层结构之间采用弹性连接,有效地避开了直线电机驱动过程中电磁力等因素对工作台运动精度的影响,确保了光学玻璃专用平面磨床的加工精度。     

多晶体金刚石磨轮磨削光学玻璃的研究

采用冲击压缩法(Shock Compression Method,SCM)合成的多晶体金刚石磨粒,设计磨削光学玻璃的实验装置.实验结果表明,采用该方法磨削光学玻璃,与单晶体金刚石磨粒磨削光学玻璃相比,采用多晶体金刚石磨粒加工光学玻璃能得到良好的加工表面.     

光学玻璃的精密加工技术

光学玻璃作为一种典型的脆硬材料,采用普通的加工方法难以进行高效精密加工。本文介绍了光学玻璃的高效精密特种加工技术,对ELID法、激光加工、超声磨削以及精密铣削的最新研究进展进行了综述。采用ELID技术,通过控制加工工艺参数,使砂轮单个磨粒的最大切削深度小于脆性材料的临界切削厚度,实现了脆性材料的塑性加工,并得到精密光滑的表面;在加工非球曲面时,可使零件的精加工抛光量降到最低。最新激光加工技术通过增加预热激光束,极大降低已加工表面的热应力及拉伸应力,使得加工质量有了大幅提高。超声波磨削加工不仅改善了表面完整性,而且提高了加工效率,通过选用适当的刀具和工艺参数,使被加工工件表面粗糙度值比普通磨削降低了30%～40%。光学玻璃精密铣削技术通过优化刀具、加工方式及工艺参数,可提高加工质量和效率、降低加工成本。     

用多晶体金刚石磨轮磨削光学玻璃的研究

采用冲击压缩法（SCM）合成的多晶体金刚石磨粒，设计了磨削光学玻璃的实验装置。实验结果表明，采用该方法磨削光学玻璃，与单晶体金刚石磨粒磨削光学玻璃相比，采用多晶金刚石磨粒加工光学玻璃能得到良好的加工表面。     

H402-AZ数控专用平面磨床

光学玻璃被广泛应用于激光技术、光电通讯、航空航天以及国防工业等领域。H402-AZ数控专用平面磨床是专门针对大尺寸平面光学玻璃零件，如激光（钕）玻璃、熔石英等加工的需要而研制开发的机床。该机床可大大缩短光学玻璃的后续研磨抛光时间，满足超精磨平面玻璃的批量生产。     

光学玻璃非球面元件模压过程仿真与实验

为了分析光学玻璃非球面元件模压工艺过程并选择出最优的加工工艺参数,采用有限元分析模型,对L-BAL42光学玻璃非球面元件的模压过程进行了预先工艺仿真。基于有限元分析软件MSC.Marc仿真了非球面光学玻璃模压工艺过程,讨论了模压速率、模压温度对光学玻璃非球面元件模压成型后等效应力的影响,并获得了最优的工艺参数。最后使用GMP-415V光学玻璃模压设备,实验给出一个非球面透镜的模压结果,其面形精度PV值优于0.3,表面粗糙度Ra小于3nm。其结果表明,采用有限元仿真光学玻璃非球面元件的模压工艺工程是可行的,可用于各种光学材料和各种非球面元件的预先仿真工艺分析,为各种元件的模压快速成型提供技术保障。实验研究达到了高精度光学玻璃非球面元件模压快速成型的目的。     

光学玻璃的精密切削实验研究

通过纳米印压和变切深切削实验,研究了SF6光学玻璃在微/纳米尺度下的材料去除机理,发现切削条件对脆性材料的微去除方式有直接影响.进行了SF6光学玻璃的超声波振动切削实验,实现了光学玻璃的塑性域切削,获得了粗糙度值为Ra 24 nm的加工表面.研究结果表明,采用金刚石超声波振动切削技术可以显著减小刀具磨损.     

论光学玻璃的硬度

本文综合论述了几种常用的光学玻璃的硬度测量方法。对各类牌号的光学玻璃提出了在各该硬度测量方法中所表示的硬度。并从光学玻璃的结构以及光学玻璃磨削机理的角度进行了解释。本文提出了“固着磨料研磨相对硬度”的新概念,解释了为什么散粒磨料的研磨相对硬度不同于固着磨料研磨相对硬度的原因。光学玻璃的硬度是影响光学零件加工效率与表面光洁度的重要因素。本文着重对于各种硬度的表示方法作一简要叙述,并提出金刚石加工光学玻璃时的固着磨料研磨相对硬度。     

光学玻璃的激光微结构化砂轮精密磨削

为了降低大磨粒金刚石砂轮磨削光学玻璃时的亚表层损伤,利用纳秒脉冲激光对金刚石砂轮进行了表面微结构化加工,并采用该砂轮研究了光学玻璃的精密磨削加工。首先,计算了金刚石磨粒在纳秒脉冲激光辐射下的烧蚀阈值和激光束腰半径;然后,分析了纳秒脉冲激光在金刚石磨粒上加工的微结构形貌以及微结构化过程中的热损伤;最后,采用微结构化大磨粒金刚石砂轮进行光学玻璃的磨削实验,并分析了亚表层的损伤情况。实验结果表明:金刚石磨粒在纳秒脉冲激光辐射下的烧蚀阈值为0.89J/cm,激光束腰半径为17.16μm。在粒度为150μm的大磨粒电镀金刚石砂轮上可以实现结构尺寸为20μm的微结构表面加工。与传统金刚石砂轮相比,微结构化砂轮磨削后的光学玻璃亚表层损伤深度降低了40%,达到了降低光学玻璃磨削亚表层损伤的目的。     

光学玻璃的精密加工技术

对光学玻璃的高效精密特种加工技术进行了分析.对ELID法、激光加工、超声磨削以及精密铣削的最新研究进展进行了综述.介绍了采用ELID技术和控制加工工艺参数,使砂轮单个磨粒的最大切削深度小于脆性材料的临界切削厚度,实现了脆性材料的塑性加工,并得到精密光滑的表面;在加工非球曲面时,使零件的精加工抛光量降到最低.采用激光加工...     

大尺度光学玻璃离散粒子抛光技术研究

分析大尺度光学玻璃加工工艺,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.介绍目前正在进行研究的可控式磨料流体抛光原理、实现形式及现状.研究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.     

反复印压作用下光学玻璃的微裂纹交互作用

对超声振动辅助磨削加工中BK7光学玻璃材料表面及亚表面的微裂纹扩展过程中的交互作用进行研究,使用维氏金刚石压头进行了BK7光学玻璃二次印压实验来模拟超声振动作用影响下单颗磨粒对光学玻璃的反复印压作用,同时采用界面黏结法获得了不同印压载荷及印压距离下产生的压痕及微裂纹的形态特征及分布情况。实验结果表明:在相同载荷加载情况下,第二次印压产生的亚表面中位裂纹扩展最大深度受到侧向裂纹影响减小了30μm,同时侧向裂纹闭合后在光学玻璃材料表面及内部产生破碎。基于压痕断裂力学理论,分析了准静态载荷作用下光学玻璃内部应力场的分布及应力场驱动下微裂纹的扩展机制,对超声振动效应影响下微裂纹扩展的交互作用进行研究。结果表明:磨削过程中使用轴向超声振动辅助,能够有效地降低光学玻璃材料亚表面裂纹的深度,改善亚表面及表面加工质量,同时促进了工件材料的去除。     

退火工艺过程光学玻璃热力学特性的计算机仿真

退火是光学玻璃加工的重要工艺过程.用于空间光学遥感器的平板光学玻璃的热特性及热控措施具有特殊的要求,因此其退火过程也具有一定的特殊性.本文的重点工作是利用有限元法、针对全部镀膜后的光学玻璃在退火工艺过程中的温度场及热弹性变形进行分析计算,旨在探索合理的退火工艺参数及其改进措施.     

反复印压作用下光学玻璃的微裂纹交互作用研究

对超声振动辅助磨削加工中BK7光学玻璃材料表面及亚表面的微裂纹扩展过程中的交互作用进行研究,使用维氏金刚石压头进行了BK7光学玻璃二次印压实验来模拟超声振动作用影响下单颗磨粒对光学玻璃的反复印压作用,同时采用界面粘结法获得了不同印压载荷及印压距离下产生的压痕及微裂纹形态特征及分布情况。实验结果表明：在相同载荷加载情况下,第二次印压产生的亚表面中位裂纹扩展最大深度受到侧向裂纹影响减小了30μm,同时侧向裂纹闭合后在光学玻璃材料表面及内部产生破碎。基于压痕断裂力学理论,分析了准静态载荷作用下光学玻璃内部应力场的分布及应力场驱动下微裂纹的扩展机制,对超声振动效应影响下微裂纹扩展的交互作用进行研究。结果表明：磨削过程中使用轴向超声振动辅助,能够有效地降低光学玻璃材料亚表面裂纹的深度,改善亚表面及表面加工质量,同时促进了工件材料的去除。     

光学玻璃SF6变切深刻划试验的研究

脆性材料的脆塑性转变临界切削深度是影响表面加工质量以及生产率的重要因素。光学玻璃属于典型的脆性材料,具有较高的硬度和脆性,使其在金刚石切削加工中的可加工性较差。为改善其加工性能、研究切削液对其临界切深的影响,本文选择不同浓度的Na2CO3溶液为切削液,在有、无切削液作用的不同条件下进行了光学玻璃SF6变切深刻划试验。利用共聚焦显微镜检测了SF6材料的临界切削深度,研究了切削液对临界切削深度的影响。试验结果表明采用Na2CO3溶液作切削液可提高光学玻璃SF6材料的临界切削深度。     

不同种类光学玻璃的纳米压痕测试分析

以探索不同光学玻璃在纳米压痕条件下的机械特性,分析塑性去除的能力为目的,为后续机械加工质量的改善提供技术支撑,采用纳米压痕测试技术,测得BK7玻璃、石英玻璃及微晶玻璃表面的载荷与压入深度变化关系。在最大加载力为10 mN、50 mN和100 mN时,对光学玻璃的机械特性进行研究,得出三种材料在法向载荷作用下的变形和断裂行为。结果表明光学玻璃的弹性回复量、最大压深和残余深度随最大加载力的加大而上升,但相对弹性回复率基本稳定。石英玻璃、微晶玻璃和BK7玻璃的硬度依次减小,而弹性模量值依次增加。当表征材料的弹塑性特性时,相对弹性回复率这个参量兼具很强的参考意义,可推测加工时塑性去除的能力。这将有助于机械加工时表面质量的分析,并为研究加工机理提供保障。     

应用于各种光学零件的抛光剂系列

作为光学玻璃抛光使用的抛光剂,近十年来,国内已有一定深度的研究,但针对不同牌号的玻璃,不同表面等级要求的光学零件和不同的加工方式等选择相适应的抛光剂,至今在国内尚未引起普遍注意,各种光学零件抛光质量不稳定。我们在综合分析影响玻璃抛光因素的基础上,提出常用光学玻璃在冷加工抛光工艺中的分类,并研制出适用于各种光学零件加工的抛光剂系列。光学零件冷加工过程中,影响玻璃抛光质量的因素是极为复杂的。影响玻璃抛光的因素有: 1.光学玻璃