磁流变光整加工技术研究进展

介绍了近年来磁流变光整加工（MRF）技术的研究状况及最新进展,对磁流变光整加工机理研究、加工机床与相关装置的开发、加工工艺试验研究、加工算法与模型研究、磁流变液流体开发与应用等五个方面进行了详细的综述与分析。最后探讨了磁流变光整加工中的关键技术与存在的问题,并对其发展趋势进行了展望。     

超精密磨削加工表面形貌建模与仿真方法宰

超精密磨削技术是实现微/纳米加工的主要手段.系统深入研究超精密磨削过程的机理,洞悉磨削加工表面生成的内涵,成为超精密磨削加工技术的重要研究内容之一.提出一种新型的超精密磨削加工表面生成方法.基于Jobnson变换和线性滤波技术,给出砂轮表面形貌数字生成方法.该砂轮表面数值生成方法克服了利用试验测量砂轮表面形貌所得数据而带来的误差,提高了磨削加工表面仿真分析的准确性.根据磨削运动学,建立磨粒运动轨迹方程、相互干涉条件和有效磨粒确定方法.据此,给出超精密磨削加工表面生成算法.通过数值计算生成不同统计学特征的砂轮形貌,并得到不同加工参数下磨削表面的表面形貌,仿真结果验证了所给算法的正确性和有效性.     

非球面曲面超精密加工机床研制成功

2003年5月的一天,一块亮如镜面的铝材凸球面车削样件被小心翼翼地从非球面曲面超精加工机床卸下,送入国家级光学计量检验中心检验。检验结果为:车削加工样件的面形精度PV=0.228μm,表面粗糙度Ra=0.0078μm,这意味着表面粗糙度仅有不到8nm。这是三○三所研制的非球面曲面超精密加工机床在用户西安应用光学研究所进行交付验收时的一个场景。非球面曲面超精密加工机床的成功研制,表明三○三所超精密加工技术国防科技重点实验室比较全面地攻克了非球面曲面光学零件的超精密加工与测量的关键技术,打破了国外的技术封锁,使我国的非球面曲面光学…     

应用在线电解修整磨削和磁流变光整加工组合工艺进行碳化硅的纳米加工

利用在线电解修整镜面磨削和磁流变光整加工技术对化学气相沉积碳化硅反射镜进行纳米级精度的加工。首先进行在线电解修整磨削，使反射镜面高效率加工成形，并获得较好的形状精度和表面质量；然后利用磁流变技术进行光整加工，以减少反射镜的亚表面损伤，提高表面质量，并通过修正加工，显著提高了工件表面的形状精度。对化学气相沉积碳化硅进行了一系列的加工试验，高效率地得到Rq=2．4nm（均方根偏差）的表面粗糙度和21．2nm的形状精度，并且对在线电解修整镜面磨削与磁流变光整加工所生成的表面特性进行了分析比较。     

碳化硅轻量反射镜的超精密加工

运用在线电解磨削技术(ELID)加工大型碳化硅球面镜(口径ф360 mm),设计了一套专用的静压组合夹具用以抑制加工过程中因磨削力引起的工件变形.结合在线面形测量和基于误差补偿的补正加工方法,可以获得面形精度为P-V值0.8 μm、表面粗糙度为Ra7.8 nm的高质量碳化硅球面镜.     

大尺寸硅片的高效超精密加工技术

本文根据下一代IC对大尺寸硅片（≥300mm)面型精度和表面完整性的要求，分析了大尺寸硅片超精密加工的关键问题，介绍了工业发达国家在硅片超精密加工技术和设备方面的研究现状和最新进展，指出了大尺寸硅片高效超精密加工技术的发展趋势,通过对国内技术现状的分析，强调了针对大尺寸硅片超精密加工理论和关键技术开展基础研究的必要性。     

超精密磨粒加工新发展及应用

随着科学技术的迅猛发展和新材料的不断出现,人们对零件加工的精度及表面质量要求越来越高。磨削技术一直是一种精密超精密加工方法,近年来精密超精密磨削技术也得到了迅速的发展,出现了许多新的磨削方法和应用。文章围绕超精密磨粒加工技术最新发展及应用,分别介绍了在超精密磨削装备、固结磨粒的超精密磨削和自由磨粒精密超精密磨削方面相关技术新的发展情况。并在此基础上对超精密磨粒加工的发展进行了展望。     

超精密车削表面粗糙度的控制与优化

金刚石车削是利用高精度机床与锋利的单晶金刚石刀具加工出尺寸精度高、表面完整性好的零件的一种金属加工技术。用回归分析的方法，根据金刚石车削铝合金的实验结果可以建立表面粗糙度预测模型，这种方法能够以较少的实验次数获得大量的加工信息。在一定条件下，利用优化设计软件可以实现切削参数的优选，用优选得到的最优切削参数组合进行超精密加工，能够获得超光滑加工表面。     

ELID超精密镜面磨削中光磨对磨削效果的影响分析

ELID（在线电解修整）超精密镜面磨削机理具有许多特殊性。本文研究了光磨方式和光磨次数对磨削效果的影响规律，并分析了这种规律的形成原因。     

光学表面超精密加工技术

介绍了国内外光学器件超精密加工的各种先进方法 ,重点阐述了磁流变抛光技术及其抛光机理和关键技术。并对光学超精密加工技术的发展进行了展望     

硅片的在线电解修整超精密磨削

用铸铁短纤维结合剂金刚石砂轮与脉冲电解修整相配合,对硅片进行了在线电解修整（ＥＬＩＤ）超精密磨削。研究了磨削工艺参数对硅片的加工质量及磨削效率的影响,采用原子力显微镜（ＡＦＭ）与扫描电子隧道显微镜（ＳＴＭ）对硅片磨削表面进行了形貌分析,探讨其微观磨削机理。     

Ultra-precision ductile grinding of BK7 using super abrasive diamond wheel

In this paper, a novel conditioning technique using copper bonded diamond grinding wheels of 91 μm grain size and electrolytic in-process dressing (ELID) is first developed to precisely and effectively condition a nickel-electroplated monolayer coarse-grained diamond grinding wheel of 151 μm grain size. Under optimised conditioning parameters, the super abrasive diamond wheel was well conditioned in terms of a minimized run-out error and flattened diamond grain surfaces of constant peripheral envelope. The conditioning force was monitored by a force transducer, while the modified wheel surface status was in-situ monitored by a coaxial optical distance measurement system. Finally, the grinding experiment on BK7 was conducted using the well-conditioned wheel with the corresponding surface morphology and subsurface damage measured by atomic force microscope (AFM) and scanning electric microscope (SEM), respectively. The experimental result shows that the newly developed conditioning technique is applicable and feasible to ductile grinding optical glass featuring nano scale surface roughness, indicating the potential of super abrasive diamond wheels in ductile machining brittle materials. __________ Translated from Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2006, 42(10): 95–101 [译自: 机械工程学报]     

Ultra-precision grinding of hard steels

Hardened bearing steel, M50, has been ultra-precision ground to produce an optical quality surface (<10 nm R_a) using a novel ultra-stiff machine tool, Tetraform ‘C’. It has been shown that a repeatable surface finish of <10 nm R_a can be produced using a 76 μm CBN grit and 500 μm wheel depth of cut. This represents a significant improvement over previous published work using conventional precision machine tools where nanometre surface finish can only be obtained at the expense of process efficiency.

The development of optical quality surfaces is considered in terms of the processes occurring in the primary and secondary finishing zones of the cup-wheel, with the final surface finish enhanced by the burnishing action of worn CBN grits. It is shown that surface finish is limited by the pull-out of carbides in the secondary finishing zone. However, this can be overcome by using electrolytic in-process dressing (ELID), which maintains CBN grit protrusion and sharpness. This promotes cutting of the carbides at the ground surface and ensures a high level of surface integrity although the burnishing action of grits is reduced resulting in a slightly higher roughness for the steel matrix.     

结合ELID磨削与MAF工艺对复杂曲面的加工控制

在线电解修锐（electrolytic in-process dressing,ELID）磨削可以高效率地光整加工,而磁力研磨（magnetic abrasive finishing,MAF）具有柔性加工的特点。以三轴立式加工中心为平台,研发了一种结合ELID磨削与MAF的新型组合工艺。设计了ELID磨削工具和MAF工具头,提出了利用该组合工艺对复杂曲面进行加工的控制方法。分析了由于刀具磨损产生的工件形状误差,提出了误差补偿的措施,同时也讨论了避免加工干涉的方法。最后,开发出能同时适用于ELID磨削与MAF的复杂曲面光整加工控制与补偿软件。
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ELID精密镜面外圆磨削技术的应用

在线电解修整(ELID)精密镜面磨削有效地实现了许多难加工材料的平面精密加工和高效加工.本文介绍了ELID磨削技术在精密镜面外圆磨削上的应用.通过采用金属基超硬磨料砂轮在线电解修整对硬质合金、碳化硅陶瓷进行精密镜面外圆磨削,得到了表面粗糙度Ra=0.025～0.028μm的加工表面.     

Deformation analysis of micro/nano indentation and diamond grinding on optical glasses

The previous research of precision grinding optical glasses with electrolytic in process dressing (ELID) technology mainly concentrated on the action of ELID and machining parameters when grinding,whic...