球面柔性抛光机

该设备由陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室研制开发，通过压缩气体使柔性抛光材料表面产生变形，以达到抛光模和被抛光零件密切大面积接触的目的．通过调节支撑件的摆幅、角度以及气体压力，达到非球面光学零件表面的均匀柔性（不改变原有面形）抛光．主要用于光学零件加工及超精密加工装置，特别适合非球面研磨机床磨削成形后的非球面光学零件柔性抛光加工，     

单晶硅柱面反射镜的加工与检测

为了实现大尺寸柱面镜的高精度加工,解决这一领域面临的难题,对单晶硅柱面反射镜的加工和检测方法进行了深入的研究。本文采用古典工艺和现代工艺相结合的方法进行加工。首先,介绍了单晶硅柱面反射镜的加工过程,包括粗磨、细磨、抛光。然后,在此基础上,对抛光盘的制作和抛光液的选择进行了详细的阐述。最后,使用轮廓仪和干涉仪进行面形检验,对面形误差进行了分析。实验结果表明,尺寸为300×150×50mm,半径为4000mm的平凹柱面镜,加工后实际半径为4028mm,面形误差P-V值为0.15μm,光洁度为Ⅲ级。各项数据均达到了图纸的精度,满足了光学元件的使用要求。     

采用混联机床研抛模具自由曲面

采用混联研抛机床对自由曲面进行了研磨加工,在不同的加工条件下,通过对相同的曲面片进行研磨实验,探讨了研磨参数变化对自由曲面的研磨效率和表面质量的影响规律,通过对研磨加工工艺过程的分析,建立了研磨条件的数学表达式,推导出影响表面质量和加工效率的4个研磨工艺参数,并分析了研磨参数对表面粗糙度的影响。初步建立了自由曲面研磨的专家系统,为研磨过程的自适应控制提供依据。     

准分子激光加工与研磨加工Al2O3陶瓷表面形貌的比较

采用了准分子激光和研磨两种不同的加工方法,在微构件常用的Al2O3陶瓷材料表面构建表面微观形貌.通过表面轮廓仪测量加工试件表面形貌,采用自行研制的表面形貌参数表征系统进行表面形貌统计参数计算.分析不同加工方法对同一种材料表面形貌的影响,采用表面形貌统计参数中的轮廓高度算术平均值Ra、轮廓高度均方根值Rq、坡度均方根值.Zq对表面形貌进行评价.结果表明,准分子激光加工表面的Ra、Rq和.Zq值均比研磨加工表面小.分析可得,准分子激光加工与传统研磨加工方法相比,能够获得较高要求的表面形貌,为微机械的设计提供重要参考依据.     

单晶碳化硅晶片高效超精密抛光工艺

为改善现有碳化硅抛光方法存在的效率低、有污染、损伤大等问题,提出采用机械研磨与光催化辅助化学机械抛光组合工艺抛光单晶碳化硅晶片.光催化辅助化学机械抛光利用纳米二氧化钛在紫外光照射下生成羟基自由基的强氧化作用原子级去除碳化硅.通过L9(33)正交试验研制光催化辅助化学机械抛光抛光液,采用对碳化硅晶片表面粗糙度跟踪检测的方法确定优化加工工艺.甲基紫有机显色剂静态氧化试验结果表明:光催化剂对抛光液氧化性的影响最大,其次是电子俘获剂,再次是分散剂;较好的抛光液配方为二氧化钛0.5 g獉L-1、过氧化氢1.5 mol獉L-1、六偏磷酸钠0.1 g獉L-1.确定的优化抛光工艺为:采用5μm和2μm金刚石微粉分别研磨单晶碳化硅晶片30 min,材料去除率分别为8.72μm/h和4.56μm/h;然后采用光催化辅助化学机械抛光单晶碳化硅去除机械研磨带来的损伤,粗抛光选用0.5μm氧化铝微粉抛光60 min,精抛光选用0.05μm氧化铝微粉抛光50 min,粗抛光和精抛光的材料去除率分别为1.81μm/h和1.03μm/h.用该工艺抛光单晶碳化硅,获得的表面粗糙度约为0.47 nm,基本能满足单晶碳化硅高效、超光滑、低损伤的抛光要求.     

高速研磨中研磨压力对工件表面粗糙度的影响

本文通过实验研究了在固着磨料高速研磨中,研磨压力对工件已加工表面粗糙度的影响.研究发现当磨料较细时,工件已加工表面粗糙度随研磨压力的变化较小;当磨料较粗时,已加工表面粗糙度值随研磨压力的增大而减小,也就是说粗研时增大研磨压力可减小工件已加工表面粗糙度值.     

HIPSN陶瓷球的加工试验

介绍一种陶瓷轴承球研磨加工的方法 ,研究研磨速度、研磨压力、研磨剂等与材料去除率之间的关系 ,探讨了提高HIPSN陶瓷球加工效率的途径     

数控圆平动式研磨加工控制系统的设计研究

针对传统研磨加工运动方式难以满足光学陶瓷Si C材料高精度表面质量的制造精度要求.设计研究新型数控圆平动式研磨加工控制系统.利用PC+运动控制卡函数接口方式对数控圆平动研磨加工的坐标轴进行运动控制,采用VC++6.0编写的控制程序对研磨盘进行位置、速度控制.设计研究研磨加工运动控制系统程序.最后利用本系统进行了相关圆平动研磨运动方式测试,验证了该研磨控制系统的可行性.     

磁流体研磨的数学模型及工艺参数实验研究

介绍了利用磁流体进行研磨的精密加工技术,给出了磁流体研磨的工作机理.以Preston方程为依据建立了磁流体研磨的数学模型,利用该数学模型,研究了工件旋转速度、磁场强度、工件表面和磁场中心的距离、研磨时间等工艺参数的变化与研磨效果之间的关系,对Si3N4陶瓷滚珠进行了研磨实验.通过实验分析,验证了该模型的合理性.     

硫化锌晶体加工工艺技术研究

随着军用光学仪器飞速发展,红外光学材料硫化锌（ZnS）广泛应用于红外光学系统中,以Φ35mm的硫化锌晶体为例,对硫化锌晶体加工研磨的工艺过程进行了研究,探讨了硫化锌晶体的抛光技术。通过使用不同的抛光粉及抛光模层材料,找到了使用数控抛光加工硫化锌晶体的最佳工艺匹配条件,解决了硫化锌晶体表面光洁度难以控制的加工技术难题。经过轮廓检测仪和Zygo干涉仪检测,硫化锌晶体表面光洁度达到III级以上,非球面面型精度能够达到0.2μm,中心偏差小于1μm,各项参数均满足红外光学系统的要求。     

基于ELID精密镜面磨削技术的外圆精加工工艺

为了探究外圆精加工的新途径,采用在线电解修整(electrolytic in-process dressing,ELID)精密镜面磨削技术,对外圆进行ELID精密超精密磨削实验.鉴于许多典型难加工材料的平面精密加工和高效加工是通过ELID精密镜面磨削技术解决的,通过改装机床工艺设备、优化工艺参数,得到当砂轮线速度为20 m/s、磨削深度为10μm、电极间隙为0.3 mm、电压为10 V、电流为1 A、占空比为2/3时,已加工表面的表面粗糙度为0.025μm,外圆磨削状态最佳,加工工件的表面质量最优.     

Fundamental studies on enhancing heat transfer in contact zone during high efficiency grinding

On the basis of research on the thermal effect in grinding contact zone during high efficiency grinding, an idea of enhancing heat transfer in contact zone using high pressure water jet impinging is advanced. Fundamental heat transfer experiments on enhancing heat transfer with high pressure water jet impinging were completed. The maximum speed of jet impinging reaches 110m/s. The experimental results of transient and steady-state experiment prove that the critical heat flux and the heat-transfer coefficient of water jet impinging are 70 and 30 times those of the pool boiling, respectively. Furthermore, a new grinding fluid supply system was employed to enhance heat transfer in grinding zone by high-pressure water jet impingement during creep feed grinding. The experimental results show that high-pressure water jet impinging has remarkable cooling effect. The temperature of the workpiece surface can be steadily kept below 100℃, while the workpiece is badly burnt with conventional coolant supply. The stu     

Design of a device for precision shaping of grinding wheel macro- and micro-geometry

The selected modifications to the construction of grinding wheels were described which facilitate an increase in the material removal rate (grinding wheels with conic chamfer and grinding wheels with microdiscontinuities on the active surface). Using these background details, a suggested thesis was put forward regarding the need to develop a device which will allow for the shaping of the macrogeometry of the grinding wheel (cylindrical and conical surfaces) and the microdiscontinuities within the dressing operation simultaneously. The device was presented and prepared in two functional variants (horizontal and vertical mounting of the motor), then a prototype was described. An example of the grinding wheel active surface, shaped by using this device, was also presented. The theoretical analysis and experimental verification performed determine that the error of shaping the conic chamfer angle within the range of 0–1.5°, using the developed device, is approximately ±3%.     

凹面齿圆柱蜗杆磨齿干涉的预报模型

磨齿的凹面齿圆柱蜗杆的齿面是由砂轮表面按包络原理形成的。在一定的砂轮直径及安装参数下磨齿时砂轮和蜗杆的齿面将产生干涉，致使蜗杆齿面发生过切。为了计算出各种参数对干涉的影响，建立了检验这种干涉的数学模型，用以求出不产生干涉的各种临界参数和砂轮直径。     

复曲面镜抛光工艺技术研究

针对Rx为250.7mm,Ry为165.7mm的复曲面透镜,进行了数控研磨和抛光技术研究,给出了批量生产的加工工艺流程,实现了复曲面元件的快速、确定性抛光。通过对复曲面加工的研究,在抛光中对其面型误差进行反馈补偿。最终加工的面型精度小于0.158μm （λ/4）,半径公差控制在±0.5mm以内,满足了光学系统中对复曲面元件的要求,并且在保证有较高面型精度和较好表面光洁度的同时,解决了复曲面镜的边缘效应和中心厚度难以控制等加工技术问题。     

半导体激光列阵慢轴准直和聚焦特性

采用2块柱面透镜组成的望远镜系统对一个输出功率300 W的大功率半导体激光堆栈慢轴进行准直和聚焦,此堆栈由5个输出功率为60 W的列阵堆叠组成,中心波长808 nm.测量了由不同焦距的柱面透镜组合的光路聚焦后的腰斑直径,比较了柱面透镜的面型参数对腰斑直径的影响.使用Zemax软件模拟了光路,分析了系统的像差.在准直镜焦距f1=200 mm,聚焦镜焦距f2=100 mm时,光斑功率密度为3.05 kW/cm2.在316L不锈钢的辐照实验中,材料表面出现蒸发沟槽,熔化区深宽比约为0.5.     

Surface topography of fine-grained ZrO<Subscript>2</Subscript> ceramic by two-dimensional ultrasonic vibration grinding

The surface quality of fine-grained ZrO2 engineering ceramic were researched using 270# diamond wheel both with and without work-piece two-dimension ultrasonic vibration grinding(WTDUVG). By AFM images, the surface topography and the micro structure of the two-dimensional ultrasonic vibration grinding ceramics were especially analyzed. The experimental results indicate that the surface roughness is related to grinding vibration mode and the material removal mechanism. Surface quality of WTDUVG is superior to that of conventional grinding, and it is easy for two-dimensional ultrasonic vibration grinding that material removal mechanism is ductile mode grinding.     

应用于立体印刷的矩阵式透镜光栅的原理

立体印刷中应用的透镜光栅为柱透镜光栅。本文探索了将矩阵式透镜光栅应用于立体印刷的原理,通过比较矩阵式透镜光栅和柱透镜光栅,指出矩阵式透镜光栅的优点。矩阵式透镜光栅制作的立体画比柱透镜光栅制作的立体画的观察角度更多,能使平面印刷图像取得更好的立体效果。本文给出了具体的制备参数。     

径向荷载作用下多排圆柱壳八塑性铰变形行为研究

研究圆柱壳的径向动力变形行为,有助于构造具有高吸能率的抗爆结构.与单个圆柱壳径向受压四塑性铰变形机构相比,多排圆柱壳因受相邻两圆柱壳横向约束,其变形特征有所不同.通过对多排圆柱壳的受力分析、准静态压力实验、小药量爆炸实验和数值模拟研究,明确了径向荷载作用下多排圆柱壳的塑性变形行为,提出并确立了八塑性铰变形机构,即由四个塑性区边缘不断外移的移动铰和四个塑性区相对大小不变的固定铰组成.进一步,确定了转动区尺寸及塑性铰位置,计及应变率效应和材料硬化效应,建立了八塑性铰机构塑性铰附近的塑性弯矩表达式,为用模态法求解多排圆柱壳的大变形问题奠定了基础.