大尺度光学玻璃抛光技术研究.pdf

2014年2月
机床与液压
Feb.2014
第42卷第3期
MACHINE TOOL HYDRAULICS
Vol 42 No. 3
DOI:10.3969/j.issn.1001-3881.2014.03.046
大尺度光学玻璃抛光技术研究
柳源,闫如忠
(东华大学机械工程学院,上海201620)
摘要:大尺度光学玻璃应用广泛,要求特殊。分析大尺度光玻璃加工工艺,说明离散粒子抛光是大尺度光学玻璃精密
加工的关键工序。介绍各种离散粒子抛光方法内涵、发展过程与趋势,从加工精度、质量、效率角度进行重点评述。闻述
目前正在研究的可控式磨料流体抛光原理、实现形式及现状,表明可控式磨料流体抛光是一种值得关注的离散粒子抛光方
法。
关键词:大尺度光学玻璃;离散粒子抛光;可控式磨料流体抛光
中图分类号:TG580.692文献标识码:A文章编号:1001-3881(2014)3-167-6
Research on Large-scale Optical Glass Polishing Technology
LIU Yuan, YAN Ruzhong
(Donghua University, Shanghai 201620, China)
Abstract Large-scale optical glasses are widely used and have special requirements. Analysis of large-scale optical glass mack
ning showed that discrete particle machining was the key process. The conceptions, present research status, development tendency of a
variety of discrete ar icle polishing methods were introduced and their machining accuracy, quality and efficiency were reviewed. The
conceptions, equipments, status research of controllable slurry polishing were illustrated and study on it showed that it was a method
paying attention to
Keywords: Large-scale optical glass; Discrete particle polishing; Controllable slurry polishing
大尺度光学玻璃(以下简称“大玻璃”)为直径超精密磨削、超精密切削等方法。
或对角线直径1m以上的平面、球面、非球面等光学1Cーー-ーーーーー-超精密削
元件。当前,大玻璃广泛应用于航空航天、天文探
固结磨料加工
精密切削
索、核能工业、光刻工艺等领域。大玻璃要求严格,
超精密气抛光
直径1.5m的光学元件,表面形状精度优于0.1um、
磁流变抛光
表面粗糙度Rq优于1nm、低表面波纹度、极少的表
磨枓流体抛光
面疵病与亚表面损伤、极小残余应力、完整晶格结
离散粒子抛光
应力盘抛光
构。光学玻璃材料脆性高,断裂韧性低,其显微硬度
可控式磨料流体抛光
在600kg/mm2左右,一般需经过3道工序:固结磨
化学机械抛光
料加工、离散粒子抛光、纳米级磨料修整。文中主要
纳米级磨枓倦整
弹性发射加工
针对离散粒子抛光方法进行研究。
浮法懃光
1大玻璃加工工艺现状
离子束抛光
大玻璃精密加工主要依靠材料超微量去除。硬质
图1大玻璃加工工艺流程图
磨料加工、离散粒子抛光、纳米级磨料修整3个工序
超精密磨削通常使用超细磨粒金刚石砂轮,采用
作用不同,图1描述各工序中具体加工方法、加工精
在线修整方法,可获得纳米级表面粗糙度。然而,由
度范围及工艺路线。
于机床振动、砂轮修整及磨削加工单向性等问题,不
固结磨料加工目的是以高材料去除率快速获得亚
可避免会产生微米级损伤层。由磨削发展来的平面珩
微米级平整表面,面形精度优于0.1um,表面粗糙
磨,通过面接触低转速加工,减少了表面损伤,且加
度Ra优于25nm。它利用固结硬质磨料直接接触工
工效率等同磨削,英国克兰菲尔德大学BoXe大玻璃
件进行高速灲擦和微切削实现材料强制去除,主要有
专业数控磨床采用了这个形式。超精密切削主要指单
收稿日期:2013-01-29
作者简介:柳源(1987-),男,蒙古族,研究生,从事光学玻璃精密抛光方面研究。E-mai:lyse@yahoo.cn。