适用于大口径反射镜的带式磁流变抛光装置研究

	适用于大口径反射镜的带式磁流变抛光装置研究
	任楷
学位类型	硕士
导师	郑立功
	2014-11
学位授予单位	中国科学院大学
学位专业	光学工程
关键词	光学加工磁流变抛光皮带磁场设计去除函数
摘要	与传统光学加工方法相比，磁流变抛光具有确定性好、不产生亚表面破坏层、加工过程零磨损等优点，被越来越多的应用于高精度光学加工中。但是，对于目前航空航天普遍使用的大口径、超大口径光学元件，尤其是不具有一般玻璃水解特性的大口径 SiC 元件，材料去除效率不足的问题尤为突出。需要在保证加工精度和确定性的前提下，进一步提高材料去除效率，缩短加工周期。本文通过调研国内外现有磁流变加工设备，提出一种全新的磁流变加工循环方式，能够大幅提高磁流变抛光技术的材料去除效率，使其可以满足大口径光学加工在抛光阶段的加工需求。新装置通过使用皮带包裹局部大曲率半径的磁盒替代目前磁流变抛光机床上使用的抛光轮和磁体。与现有磁流变设备相比，它具有以下优点： 1. 抛光区域更长，材料去除效率更高。带式磁流变通过皮带覆盖包裹大曲率半径的磁盒，使得皮带在抛光区域的曲率半径远大于现有的磁流变抛光轮曲率半径，去除函数更长，材料体积去除效率更高。 2. 抛光线速度增加，材料去除效率进一步提高。由于磁盒的曲率半径更大，由离心力与吸附力关系，可以看出，运动抛光中的磁流变液的最大线速度增加，也进一步提高了材料去除效率。 3. 机床抛光终端快速响应控制更加容易。传统磁流变抛光轮多采用密度大的金属材料，大口径磁流变抛光设备所用抛光轮，质量大、惯性高，在需要快速响应的磁流变抛光过程中，需要机床的响应速度高，控制难度大。而带式磁流变抛光装置质量更轻，在大口径光学加工的精确运动控制过程中，具有更快的响应速度。在新装置样机上进行的一系列工艺实验，验证了本装置具有高效的材料去除效率，相比于实验室现有磁流变抛光设备，体积去除率提高了三倍以上，而且去除函数具有良好的稳定性和线性累加性。根据实验得到的去除函数，利用 MATLAB 进行仿真加工，其结果表明，在现有算法下，本装置的去除函数具有极高的收敛效率和面形控制能力。为超大口径光学元件的高效率、高精度加工，提供了一种非常有前景的加工方法。
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/44681
专题	中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	任楷. 适用于大口径反射镜的带式磁流变抛光装置研究[D]. 中国科学院大学,2014.

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