金刚石涂层微铣刀的铣削加工试验

为了掌握金刚石涂层对其铣削性能的影响，针对直径为50 μm级的硬质合金微铣刀，进行了金刚石涂层与未涂层硬质合金微铣刀具微槽铣削试验。通过使用线电极电火花磨削技术制备出直径为50 μm级的D形微铣刀,采用金刚石涂层和未涂层刀具在纯铜工件上开展微槽铣削工艺试验；使用白光干涉仪、超景深显微镜等仪器来观测微槽表面形貌、粗糙度等随铣削距离变化的规律，分析金刚石涂层对硬质合金微铣刀铣削加工质量的影响。结果表明：采用金刚石涂层刀具加工的微槽具有较少的毛刺，表面粗糙度值约为未涂层刀具铣削的粗糙度值的1/2，并且能够在一定距离内保持稳定的槽宽、粗糙度值和侧面形貌。     

50 μm级D形硬质合金微铣刀铣削纯铜试验研究

针对折叠波导慢波结构的微型化和高精度要求,采用自研的μEM-200CDS2组合高精度加工机床,通过线电极电火花磨削技术,制备出直径为50 μm级的D形微铣刀。在纯铜工件上开展工艺试验,研究微槽的表面质量。使用白光干涉仪、超景深显微镜、扫描电镜等仪器来观察微槽的变化情况,获得了微槽表面形貌、粗糙度等随铣削距离的变化规律,并对微铣削过程中的表面质量变化及毛刺形成的现象进行了分析。结果表明,槽底刀具的旋转轨迹纹路先是集中在刀具切出方向,随着刀具磨损,转为刀具进给方向;微槽顺铣侧毛刺多于逆铣侧,并随着铣削距离的增加而增多;微槽槽底粗糙度以线性增长趋势不断上升。     

光学玻璃亚表面损伤深度预测及实验研究

为了进一步揭示超声振动辅助磨削加工机理,建立了超声振动辅助磨削亚表面损伤深度与断裂韧性的预测模型,设计几何形状随机的单颗磨粒超声振动压痕实验和超声振动辅助磨削实验,调查两种情况下K9光学玻璃压痕变形区域形貌特征,提出一种适用于超声振动和非超声振动两种加载条件的等效断裂韧性计算方法,并通过超声振动辅助磨削实验来验证预测模型的可靠性。实验结果表明,超声振动可以有效增加K9光学玻璃抵抗断裂的能力,降低亚表面损伤程度,且预测模型与实验结果具有良好的一致性。     

光学非球面磁性复合流体抛光运动控制算法设计

为了实现高精度光学非球面元件超精密抛光加工的需要,设计了光学非球面磁性复合流体抛光运动控制算法。通过分析光学非球面磁性复合流体抛光加工原理,建立抛光头在加工过程中相对非球面表面的位态变换关系,采用D-H法建立抛光试验台运动学模型,求解抛光过程中抛光头位姿量,运用逆向运动学求解方法计算试验台运动量;开展工艺实验,对该运动控制算法进行验证。实验结果表明,所设计的抛光运动控制算法能够准确指导光学非球面元件抛光加工。