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沟槽结构对抛光垫磨损及抛光质量影响研究

轴承 2024年

作者：申岭鑫姜晨姜臻禹张其聪上海理工大学机械工程学院

为了进一步研究抛光垫表面沟槽结构对GCr15轴承钢抛光质量的影响，开展内圆气囊抛光的CFD仿真分析和工艺试验研究。通过Fluent软件分析不同沟槽参数对抛光液速度场和压力场的影响，优化沟槽结构参数；开展环形GCr15轴承钢内表面定点气... 详细信息

为了进一步研究抛光垫表面沟槽结构对GCr15轴承钢抛光质量的影响，开展内圆气囊抛光的CFD仿真分析和工艺试验研究。通过Fluent软件分析不同沟槽参数对抛光液速度场和压力场的影响，优化沟槽结构参数；开展环形GCr15轴承钢内表面定点气囊抛光实验，研究不同类型沟槽结构对抛光垫磨损行为、材料去除率和工件表面粗糙度的影响。实验结果表明：在无沟槽、栅格形沟槽、V形沟槽和斜沟槽4种结构中，V形沟槽的抛光效果最优，相较无沟槽抛光垫磨损量减少40.50%，最大材料去除率提高17.04%，表面粗糙度降低16.32%。

关键词：气囊抛光抛光垫磨损 GCr15轴承钢材料去除率粗糙度

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硅胶气囊弹性抛光工艺技术研究

硅胶气囊弹性抛光工艺技术研究

作者：孔琳长春理工大学

学位级别：硕士

近年来曲面光学元件被广泛的应用于各类光学系统中,气囊式抛光技术作为一种新的抛光方法不断发展,越来越多的应用于各种曲面光学元件的抛光中。气囊式抛光采用弹性气囊作为抛光主体,具有高效率和高精度的抛光特点,应用前景广阔。本文从... 详细信息

近年来曲面光学元件被广泛的应用于各类光学系统中,气囊式抛光技术作为一种新的抛光方法不断发展,越来越多的应用于各种曲面光学元件的抛光中。气囊式抛光采用弹性气囊作为抛光主体,具有高效率和高精度的抛光特点,应用前景广阔。本文从气囊式抛光原理出发,对气囊式抛光的抛光工具以及运动方式进行研究,独立设计了硅胶气囊抛光头结构,以Preston方程为基准,并使用Matlab对凸球面元件的材料去除函数模拟验证。气囊式抛光加工工艺参数的优化是抛光的关键,因此对各工艺参数的实验调整尤为重要。本文采用硅胶气囊抛光光学元件,主要对各工艺参数进行调整,获得合理参数组合,为实验研究提供基本的工艺参数。

关键词：气囊抛光工艺试验材料去除率表面粗糙度

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大口径光学元件超精密加工技术与应用

机械工程学报 2013年第19期49卷 171-178页

作者：郭隐彪杨炜王振忠彭云峰毕果杨平厦门大学机电工程系厦门361005

大口径光学元件超精密加工技术是多种学科新技术成果的综合应用,促进了民用和国防等尖端技术领域的发展,在国家大光学工程的推动下,我国的超精密加工技术取得显著的成果。围绕大口径光学元件'高精度磨削+确定性抛光'超精密加工体系,介... 详细信息

大口径光学元件超精密加工技术是多种学科新技术成果的综合应用,促进了民用和国防等尖端技术领域的发展,在国家大光学工程的推动下,我国的超精密加工技术取得显著的成果。围绕大口径光学元件'高精度磨削+确定性抛光'超精密加工体系,介绍该领域研究进展及厦门大学微纳米加工与检测联合实验室取得的相关研究成果,主要针对光学元件磨削和抛光两个加工流程,详细分析磨削装备技术、磨削工艺技术、精密检测技术、可控气囊抛光技术、加工环境监控技术和中频误差评价技术等关键技术的研究应用情况。这些技术研究从超精密加工的需求出发,借鉴国内外的研究经验和成果,通过对装备、工艺、检测等各方面整合,形成具有自主知识产权的大口径光学元件磨抛超精密加工体系,从而实现大口径光学元件高精度、低缺陷加工。

关键词：超精密加工磨削加工装备磨削加工工艺精密检测气囊抛光环境监控中频误差评价

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高次离轴凸非球面反射镜组合加工(特邀)

红外与激光工程 2022年第9期51卷 33-39页

作者：彭利荣程强曾雪锋周晓勤吉林大学机械与航空航天工程学院吉林长春130025 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室吉林长春130033

为提高离轴三反消像散(TMA)光学系统中次镜的制造效率和精度,开展了离轴凸非球面反射镜组合加工和零位检测的研究工作。首先,介绍了方形(298 mm×264 mm)高次离轴凸非球面反射镜的光学参数、技术指标和总体加工路线;其次,提出了铣磨加... 详细信息

为提高离轴三反消像散(TMA)光学系统中次镜的制造效率和精度,开展了离轴凸非球面反射镜组合加工和零位检测的研究工作。首先,介绍了方形(298 mm×264 mm)高次离轴凸非球面反射镜的光学参数、技术指标和总体加工路线;其次,提出了铣磨加工工艺策略以及基于气囊和沥青的小磨头组合加工工艺;最后,阐述了光学零件抛光阶段采用的背部透射零位补偿检测法和Offner型零位补偿器,并采用光线追迹法对镜片的零位补偿检验面形畸变进行了矫正,最终面形RMS值为0.025λ(λ=632.8 nm),满足技术指标要求。上述组合加工工艺和背部透射零位补偿检测方案可以显著提升高次离轴凸非球面反射镜的加工精度和效率。

关键词：离轴凸非球面气囊抛光沥青平滑零位补偿畸变矫正

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高精度离轴非球面透镜的制造与检测

红外与激光工程 2018年第7期47卷 200-207页

作者：钟波陈贤华王健周炼石琦凯邓文辉中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 电子科技大学机械电子工程学院四川成都610054

针对强激光系统所需大口径非球面元件高精度、批量化的加工需求,提出了一种气囊抛光技术与柔性沥青小工具抛光技术相结合的大口径非球面元件高效制造方法。采用气囊抛光技术进行非球面保形抛光和快速修正抛光,实现磨削缺陷层快速去除以... 详细信息

针对强激光系统所需大口径非球面元件高精度、批量化的加工需求,提出了一种气囊抛光技术与柔性沥青小工具抛光技术相结合的大口径非球面元件高效制造方法。采用气囊抛光技术进行非球面保形抛光和快速修正抛光,实现磨削缺陷层快速去除以及低频误差快速修正。采用柔性沥青工具匀滑抛光技术,在低频误差不被恶化的情况下,控制元件中高频误差。在抛光过程中,利用球面干涉仪搭建的自准直波前干涉检测系统和粗糙度仪对非球面元件进行全频段误差检测。基于上述加工与检测方法完成了430 mm×430 mm口径离轴非球面透镜样件实验加工,实验结果为元件通光口径内透射波前PV=0.1λ,GRMS=5.7 nm/cm,PSD1 RMS=1.76 nm,PSD2 RMS=1 nm,Rq=0.61 nm,并且中频段功率谱密度曲线均在要求的评判曲线之下。实验结果表明,离轴非球面透镜样件全频段指标均达到了合格指标要求。所述制造方法也适用于其他类型大口径非球面光学元件的高精度加工。

关键词：先进光学制造全频段误差气囊抛光沥青抛光

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高精度非回转对称非球面加工方法研究

中国光学 2016年第3期9卷 364-370页

作者：徐乐张春雷代雷张健中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室超精密光学工程研究中心吉林长春130033

本文提出一种高精度非回转对称非球面加工方法。首先,通过范成法铣磨出非回转对称非球面的最佳拟合球;然后,利用古典抛光修正小磨头确定抛光难以修正的中频误差;最后,利用高精度气囊抛光设备(IRP)精确对位精修面形,在不引入额外中频误... 详细信息

本文提出一种高精度非回转对称非球面加工方法。首先,通过范成法铣磨出非回转对称非球面的最佳拟合球;然后,利用古典抛光修正小磨头确定抛光难以修正的中频误差;最后,利用高精度气囊抛光设备(IRP)精确对位精修面形,在不引入额外中频误差条件下,通过高精度对位检测技术实现非回转对称非球面高精度加工。将该方法应用于定点曲率半径为970.737 mm、k=-1、口径为106 mm三次非球面加工,降低了加工难度,提高了加工精度,面形误差收敛到1/30λ(RMS)。实验结果验证了本文加工方法的正确性和可行性,对高精度非回转对称非球面加工具有一定的指导意义。

关键词：非回转对称非球面气囊抛光 IRP 抛光

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自由曲面抛光机器人的位姿规划和控制

机械设计与研究 2023年第5期39卷 11-16,23页

作者：明恒强殷跃红上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对当前机器人气囊抛光自由曲面的位姿求解困难、加工运行状态较差等问题,提出一种机器人抛光自由曲面位姿求解和控制的新方法。通过分析工件面形和抛光轴位姿的变换关系,对抛光轴进行位姿求解计算,然后针对自研机器人进行运动学求解,... 详细信息

针对当前机器人气囊抛光自由曲面的位姿求解困难、加工运行状态较差等问题,提出一种机器人抛光自由曲面位姿求解和控制的新方法。通过分析工件面形和抛光轴位姿的变换关系,对抛光轴进行位姿求解计算,然后针对自研机器人进行运动学求解,在此基础上,对确定的面形进行计算并修整轨迹,最后通过ROS系统仿真验证并进行抛光实验。结果表明,该位姿求解算法能够满足气囊抛光机器人对自由曲面的加工需求,获得理想的刀具位姿控制效果。

关键词：机器人气囊抛光光学自由曲面运动学 ROS

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光学元件柔性抛光材料对表面质量的影响

激光与光电子学进展 2011年第4期48卷 80-83页

作者：朱学亮杭凌侠金桂英西安工业大学陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室陕西西安710032 中国重型机械研究院陕西西安710032

气囊柔性抛光是一种新型的精密光学元件的抛光技术,在非球面制造领域有着广泛的应用。采用柔性气囊抛光装置,选择了三种不同的抛光模层材料进行实验,分析了抛光材料对样片表面粗糙度与表面缺陷的影响。实验研究表明,呢绒是一种高效的非... 详细信息

气囊柔性抛光是一种新型的精密光学元件的抛光技术,在非球面制造领域有着广泛的应用。采用柔性气囊抛光装置,选择了三种不同的抛光模层材料进行实验,分析了抛光材料对样片表面粗糙度与表面缺陷的影响。实验研究表明,呢绒是一种高效的非球面元件柔性抛光的模层材料,丝绒材料适用于高质量超光滑元件的抛光。

关键词：光学制造气囊抛光模层材料表面粗糙度

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机器人研抛系统误差分析及补偿技术研究

机器人研抛系统误差分析及补偿技术研究

作者：毛记祥西南科技大学

学位级别：硕士

随着光学系统的发展,对光学元件的需求量逐渐增加。光学元件在航空航天,空间光学、生物医疗、军工等方面有着重要的应用。简单的平面和球面光学元件已经逐渐不能满足日益复杂的光学系统的使用要求,需要更为复杂的非球面或自由曲面光学... 详细信息

随着光学系统的发展,对光学元件的需求量逐渐增加。光学元件在航空航天,空间光学、生物医疗、军工等方面有着重要的应用。简单的平面和球面光学元件已经逐渐不能满足日益复杂的光学系统的使用要求,需要更为复杂的非球面或自由曲面光学元件以满足使用要求。光学元件的复杂面型制造、加工是限制光学系统发展的因素之一,复杂光学元件的加工通常依靠昂贵的数控精密机床进行研抛,但是存在加工成本高,加工口径限制等问题,使得使用数控机床难以实现大规模批量的光学元件加工。工业机器人由于其灵活的自由度,工作范围广,价格便宜等特点,开始逐渐应用于光学加工领域。因此,本文将工业机器人与气囊抛光技术相结合,以机器人抛光技术为基础,搭建机器人研抛系统,并对机器人研抛系统在光学加工领域中存在的问题进行解决,为机器人气囊抛光技术的发展奠定技术基础。本文的主要研究内容如下:（1）首先分析机器人气囊抛光的加工原理,材料的去除机理,根据普林斯顿假设与赫兹接触理论,对气囊抛光的运动过程进行分析,对驻留时间进行求解,建立去除函数模型,通过MATLAB对去除函数建模分析,得到去除函数的理论模型,并通过定点研抛实验获得实际去除函数图形。（2）对机器人的正运动学进行分析,针对工业机器人工具和工件坐标系标定精度差等问题,提出了适用于机器人气囊抛光的工具和工件坐标系标定方法。与传统的标定方式不同,工具坐标系标定时,将其姿态和位置分开标定,通过五点法实现工具坐标系的高精度标定,工件坐标系标定时以工件转台为标定基准,分开标定工件坐标系的姿态矩阵和位置矩阵,通过六个位置点完成标定。最后以MATLAB为工具,建立工业机器人的D-H参数表,通过仿真计算验证标定结果。（3）对机器人研抛系统进行分析,从机器人末端位置波动,抛光工艺软件与抛光工艺参数三个方面研究其对面形结果的影响,并对机器人末端位置波动对加工的影响进行详细分析,提出了网格式误差补偿法,建立误差补偿模型,将误差数据补偿到加工程序中,补偿实验结果表明该补偿方法能够降低机器人末端位置的影响,保持去除函数的稳定性。（4）搭建了机器人研抛系统,进行补偿加工实验,通过一个周期的补偿加工,工件面形RMS提高了25.3%,补偿方法达到了预期效果。接着进行了全口径φ120 mm的K9玻璃进行抛光实验,通过三个阶段的粗抛、精抛及修形六个周期的抛光实验,工件面形PV值从2.72λ降低至1.016λ,RMS值从0.709λ降低至0.077λ,面形收敛效果明显。实验结果表明,对机器人研抛系统进行参数标定和误差补偿后,加工面形精度明显得到了提高。

关键词：工业机器人气囊抛光去除函数工具及工件坐标系误差补偿